Model-model "Replikasi DNA" – Materi Biologi

Bertemu lagi di blognya Serba Nyaho Biologi. Kali ini kita akan membahas materi mengenai model-model replikasi DNA.

Setiap sel dapat memperbanyak diri dengan cara membelah. Sebuah sel membelah menjadi 2 sel, 2 sel membelah menjadi 4 sel, 4 sel membelah menjadi 8 sel dan seterusnya. Sebelum sel membelah, terjadi perbanyakan komponen-komponen di dalam sel termasuk DNA.

Perbanyakan DNA dilakukan dengan cara replikasi. Dengan demikian, replikasi adalah proses pembuatan (sintesis) DNA baru atau  enggandaan DNA di dalam nukleus. Pada saat replikasi berlangsung, DNA induk membentuk kopian DNA anak yang sama persis sehingga DNA induk berfungsi sebagai cetakan untuk pembentukan DNA baru.

Setelah Watson dan Crick menemukan model DNA yang berupa heliks ganda terpilin pada tahun 1953, munculah 3 macam hipotesis tentang cara atau model DNA bereplikasi. 3 hipotesis tersebut kemudian disebut sebagai model-model replikasi DNA. Berikut penjelasannya.

Model Replikasi DNA Konservatif

sumber gambar: Biologi, Campbell edisi 7

Menurut hipotesis ini, rantai ganda DNA induk langsung membentuk salinan berupa rantai ganda DNA baru tanpa ada pemisahan rantai ganda DNA induk terlebih dahulu. Replikasi pertama menghasilkan dua rantai ganda DNA, terdiri dari satu rantai ganda DNA induk dan satu rantai ganda DNA yang benar-benar baru. Pada replikasi kedua, masing-masing rantai ganda DNA tersebut langsung membentuk salinan DNA yang baru lagi. Akhirnya, menghasilkan empat buah DNA. Satu DNA tetap merupakan DNA induk yang utuh dan tiga DNA merupakan DNA baru.

Model Replikasi DNA Semi Konservatif

Hipotesis model semi konservatif ini dikemukakan oleh Watson dan Crick, menyatakan bahwa rantai ganda DNA induk membuka atau memisah terlebih dahulu sehingga terbentuk dua buah rantai tunggal DNA. Masing-masing rantai tunggal tersebut berfungsi sebagai cetakan untuk membentuk rantai tunggal DNA baru, melalui pembentukan pasangan basa yang komplementer dengan basa nitrogen DNA induk. Dengan demikian, hasil replikasi pertama adalah dua buah DNA. Masing-masing DNA terdiri dari satu rantai tunggal induk dan satu rantai tunggal yang baru. Pada replikasi kedua, masing-masing rantai ganda DNA tersebut membuka kembali sehingga dihasilkan empat buah DNA. Dua buah DNA mengandung rantai tunggal induk dan dua buah DNA yang lain merupakan rantai DNA baru.

Model Replikasi DNA Dispersif

Rantai ganda DNA hasil replikasi pertama maupun replikasi ke dua dari DNA induk mengandung segmen campuran antara rantai DNA induk dan rantai DNA baru. Artinya, rantai ganda DNA salinannya terdiri dari dua rantai tunggal DNA yang masing-masing mengandung segmen (bagian atau potongan) DNA induk dan segmen DNA baru.
Pada akhir tahun 1950-an, Matthew Meselson dan Franklin Stahl melakukan percobaan untuk menguji ketiga hipotesis tersebut. Ternyata, hasil percobaannya mendukung hipotesis atau ide dari Watson dan Crick yaitu model semi konservatif.

Replikasi merupakan tahapan rumit yang mengawali sintesis protein. Oleh karena itu, kalian perlu menyimak dengan penuh keseriusan. Proses replikasi dimulai pada beberapa daerah spesifik dari rantai DNA, disebut pangkal replikasi. Beberapa tahapan dan enzim yang berperan dalam sintesis protein, antara lain:

1. DNA helikase, berfungsi untuk membuka rantai ganda DNA induk.
2. Enzim primase, membentuk primer yang merupakan segmen pendek dari RNA sebagai pemula untuk terjadinya sintesis protein.
3. Dari ujung 3´ RNA primer, DNA polimerase menambahkan pasangan basa nitrogen (dari nukleotida-nukleotida) pada rantai tunggal DNA induk dan terbentuk rantai DNA yang bersambungan secara kontinyu (tanpa terpisah-pisah) yang disebut leading strand.
4. Pada rantai tunggal DNA induk yang lain, DNA polimerase membentuk lagging strand (merupakan keseluruhan rantai kopian DNA yang pertumbuhannya tidak kontinyu) dengan memperpanjang RNA primer-RNA primer di beberapa tempat sehingga membentuk segmen-segmen DNA baru yang saling terpisah. Segmen-segmen itulah yang disebut fragmen Okazaki.
5. DNA polimerase yang lainnya, menggantikan RNA primer dengan DNA dan enzim ligase menghubungkan segmen-segmen okazaki, sehingga terbentuk salinan DNA baru. Nah, DNA baru yang telah terbentuk (identik dengan DNA induk) akan melanjutkan tahapan untuk mensintesis protein yaitu tahapan transkripsi dan translasi.

Tahapan transkripsi dan translasi akan saya bahas pada artikel yang lain. Jika ingin membacanya, tunggu terus postingan berikutnya.

Buku Pedoman Pembuatan Alat Peraga Biologi Gratis Download 100%

Buku Pedoman Pembuatan Alat Peraga Biologi ini merupakan buku yang dibuat untuk kepentingan belajar guru dan siswa di sekolah. Buku alat peraga ini memuat pembahasan mengenai cara membuat alat peraga untuk pembelajaran biologi. Maksudnya adalah sebagai jalan alternatif jikalau pada sekolah tertentu, alat yang asli tidak dimilikinya maka pembelajaran masih bisa dilakukan dengan alat peraga ini.

Jika di suatu sekolah misalnya tidak memiliki figur rangka manusia untuk mempraktikkan bahasan sistem rangka, maka solusinya yaitu kita bisa membuat charta sistem rangka dari sterofom ataupun bahan yang lainnya.

Buku Pedoman Alat Peraga Biologi ini besar manfaatnya bagi kita guru dalam proses menggali kreativitas yang nantinya terbentuklah karakter guru-guru biologi yang cerdas dan kreatif.

Buku Pedoman Alat Peraga ini tidak tersedia pada situs lain. Oleh karena itu, saya berinisiatif untuk membagi buku ini melalui website saya dengan harapan agar bapak atau ibu guru bisa belajar menjadi guru-guru besar di masa depan dan kelak anak cucu kita bisa menjadi anak yang cerdas dan kreatif.

Untuk mendownload Buku Pedoman Pembuatan Alat Peraga Biologi ini saya berikan cuma-cuma atau Gratis 100% bagi Ibu dan Bapak Guru.

 Download Disini

Anda bisa juga mendownload file lain, dengan rincian seperti berikut:

• Download Penuntun Praktikum IPA-Biologi

Modul Paktikum: Pengaruh Air terhadap Proses Perkecambahan Biji Kacang Tanah

Pengaruh Air terhadap Proses Perkecambahan Biji Kacang Tanah adalah penuntun untuk kegiatan praktikum guru dan siswa di sekolah atau di lab.

Modul Praktikum merupakan suatu alat pembelajaran yang digunakan untuk menuntun pekerjaan guru dan siswa di lab. Modul Praktikum ini diharapkan dapat membantu para guru dan pelajar dalam melaksanakan kegiatan praktikum mengenai proses perkecambahan.

A. Dasar teori

Perkecambahan dipengaruhi oleh faktor internal dan faktor eksternal. Salah satu faktor eksternal yang memengaruhi perkecambahan adalah air. Persyaratan awal perkecambahan adalah berakhirnya masa dormansi biji. Air merupakan zat yang dapat menghentikan masa dormansi biji. Tahap awal perkecambahan adalah masuknya air ke dalam biji (imbibisi).

B. Tujuan

Mengetahui pengaruh lama perendaman biji dalam air terhadap perkecambahan

C. Alat dan Bahan

1. Gelas ukur
2. Cawan Petri 8 buah atau piring 4 buah
3. Tempat merendam biji (mangkok atau gelas atau cangkir) 4 buah
4. Empat puluh biji kacang tanah yang sehat dan cukup umur
5. Kapas secukupnya
6. Air sumur (bukan air ledeng atau pam)

D. Langkah Percobaan

#1. Siapkan masing-masing 10 biji kacang tanah yang telah direndam selama 6 jam, 12 jam, 18 jam, dan 24 jam. Siapkan cawan Petri 8 buah, berilah kapas basah (air tidak perlu terlalu menggenang). Jumlah air untuk setiap Petri sama. Catatan: Jika menggunakan piring cukup 4 buah, perhatikan pada saat mempersiapkan kapas, usahakan pada bagian piring yang rata.

#2. Cawan petri dikelompokkan menjadi 4 kelompok :
• Kelompok A (cawan 1 dan 2): masing-masing diisi dengan 5 biji kacang yang direndam 6 jam.
• Kelompok B (cawan 3 dan 4): masing-masing diisi dengan 5 biji kacang yang direndam 12 jam.
• Kelompok C (cawan 5 dan 6): masing-masing diisi dengan 5 biji kacang yang direndam 18 jam.
• Kelompok D (cawan 7 dan 8): masing-masing diisi dengan 5 biji kacang yang direndam 24 jam.

Catatan: Jika menggunakan piring, sebuah piring untuk 10 biji kecambah. Piring untuk kelompok A,B, C, dan D masing-masing diisi dengan biji yang direndam 6 jam, 12 jam, 18 jam, dan 24 jam.

#3. Amati jumlah biji yang berkecambah setiap hari sekali. Biji disebut berkecambah jika telah muncul tunas minimal 1 cm.

Catat hasil pengamatanmu pada gambar tabel a berikut ini.

Setelah biji berkecambah, tunggulah sampai berumur 15 hari. Ukur tinggi batang, jumlah daun, warna batang, warna daun, dan timbanglah. Catat pada gambar Tabel b di bawah.

E. Pembahasan

1. Sebutkan cara-cara mengukur pertumbuhan.
2. Pada perendaman berapa jam, biji paling cepat berkecambah?
3. Jelaskan tahapan perkecambahan biji.

Catatan:

• Jika penelitiannya diganti dengan pengaruh cahaya terhadap proses perkecambahan biji, cobalah rancang penelitiannya.
• Jika penelitiannya tentang pengaruh ukuran biji terhadap proses perkecambahan, cobalah rancang penelitiannya.
• Jika penelitiannya tentang pengaruh kedalaman penanaman biji terhadap proses perkecambahan, cobalah rancang penelitiannya.
• Ketiga rancangan penelitian tersebut bisa kalian jadikan proyek penelitian. Rancangan penelitian, memuat rumusan masalah, hipotesa, variabel penelitian, alat dan bahan, cara kerja dan tabel data pengamatan. Mintalah bimbingan guru apabila kalian mengalami kesulitan. Kalian dapat menentukan sendiri jumlah perlakuan dan jumlah ulangannya.
• Komunikasikan hasil percobaan (eksperimen) kalian dengan berbagai cara antara lain presentasi kelompok, seminar, laporan tertulis, dan pameran display hasil-hasil eksperimen.

Pencemaran Air, Udara, Tanah, dan Suara yang terjadi di Lingkungan

Pencemaran adalah proses masuknya polutan ke suatu tempat atau lingkungan. Pencemaran dapat terjadi di semua aspek lingkungan, yaitu meliputi berbagai tempat di bumi. Berdasarkan tempat terjadinya atau lingkungan yang dicemarinya, pencemaran dapat kita kelompokkan menjadi beberapa macam yakni pencemaran air, udara, tanah, dan suara.

Apa itu pencemaran air, udara, tanah, dan suara?

Untuk memahami apa itu pencemaran air, udara, tanah, dan suara, berikut akan saya jelaskan.

a. Pencemaran Air

Air merupakan salah satu komponen abiotik utama yang sangat diperlukan untuk kehidupan. Semua makhluk hidup memerlukan air, baik itu manusia, hewan, maupun tumbuhan. Air mempunyai berbagai fungsi dan juga merupakan habitat hewan dan tumbuhan tertentu. Oleh manusia air digunakan untuk minum, memasak, mandi, dan untuk mengairi daerah persawahan. Secara fisik, air yang tidak tercemar mempunyai tiga kriteria, yaitu tidak berwarna, berbau, dan tidak berasa.

Apabila salah satu kriteria tersebut tidak terpenuhi, maka air dikatakan tercemar atau terkena polusi. Pencemaran air meliputi pencemaran di darat dan di dalam perairan (air tawar dan air laut).
Sumber-sumber pencemaran air dapat berasal dari limbah rumah tangga, limbah industri, limbah pertanian, limbah pertambangan minyak lepas pantai, kebocoran kapal tanker pengangkut minyak, atau sampah-sampah organik. Limbah-limbah tersebut masuk ke lingkungan air dan mengganggu keseimbangan dinamisnya.

Limbah rumah tangga dihasilkan dari aktivitas kehidupan seharihari, bisa berupa sampah maupun senyawa-senyawa kimia. Sampah rumah tangga sebagian besar berupa limbah organik (daun, sisa-sisa makanan), kertas, dan sabun serta detergen. Apabila limbah tersebut langsung dibuang ke sungai atau kolam, dapat menyebabkan pencemaran air. Akibatnya, banyak organisme air yang mati atau mengalami gangguan. Apabila sungai digunakan oleh masyarakat untuk mandi, mencuci pakaian, atau untuk memasak, maka pencemaran yang ditimbulkannya akan sangat berbahaya dan dapat menimbulkan berbagai penyakit akibat bakteri dan virus. Selain itu, sampah-sampah yang dibuang ke sungai akan menyumbat aliran air dan dapat menyebabkan banjir, seperti di lingkungan perkotaan yang sistem pembuangan sampahnya tidak teratur.

Limbah industri juga dapat menyebabkan pencemaran air. Polutan tersebut berupa zat-zat buangan yang sangat berbahaya, seperti logam berat (Hg), zat-zat radioaktif, sampah, dan kotoran (dari pengolahan hasil ternak), dan polutan panas (thermal water waste). Sebagian besar industri membuang limbah cairnya langsung ke sungai tanpa diolah terlebih dahulu. Limbah tersebut sangat berbahaya dan pada manusia berpotensi menimbulkan kanker. Bahkan limbah yang sudah diolah sekalipun ternyata masih mengandung bahan yang beracun, seperti Hg, Pb, Cr, Cu, Zn, dan Ni. Contoh kasus pencemaran ini adalah pencemaran air raksa atau merkuri (Hg) di Teluk Minamata, Jepang.

Tragedi Minamata tersebut banyak menelan korban jiwa karena logam berat ternyata masuk ke tubuh ikan-ikan yang ada di perairan Teluk Minamata, dan setelah ditangkap para nelayan ikan-ikan tersebut kemudian dikonsumsi oleh manusia. Akhirnya senyawa Hg tersebut sampai di tubuh manusia dan menyebakan gangguan kesehatan yang lantas dikenal dengan penyakit minamata. Penyakit tersebut menyerang sistem saraf dan dapat menimbulkan kematian. Kasus semacam minamata juga pernah terjadi di Teluk Buyat, Minahasa.

Pencemaran air juga disebabkan oleh limbah pertanian, misalnya sisa pemakaian pupuk buatan, pestisida, dan herbisida yang berlebihan. Polutan tersebut mengalir ke luar daerah persawahan, terbawa sampai ke sungai dan menyebabkan matinya organisme air, seperti ikan, plankton, siput, serta hewan lain dan juga manusia yang menggunakan air tersebut. Pupuk yang ikut masuk ke aliran sungai atau danau akan menyebabkan blooming Alga dan tanaman air lainnya seperti enceng gondok (Eichorrnia crassipes), yaitu pertumbuhan yang sangat cepat akibat penimbunan pupuk di perairan.

Penimbunan pupuk yang menyebabkan blooming ini disebut eutrofikasi. Kasus ini pernah terjadi di danau Rawa Pening, Jawa Tengah dan di tempat-tempat lain di Indonesia. Akibat petumbuhan alga dan tanaman air lainnya adalah terjadinya pendangkalan perairan. Contoh limbah pertanian yang juga menimbulkan polusi adalah DDT (dichloro diphenyl trichloroethan), yaitu sejenis pestisida. Bila masuk ke dalam tubuh organisme, zat organoklorin di dalam DDT
akan mengalami penumpukkan atau terakumulasi. Proses ini disebut biological accumulation. Di dalam rantai makanan, kadar DDT ini akan semakin meningkat pada tubuh organisme di setiap tingkat trofik, dan konsentrasi tertinggi berada pada puncak konsumen. Proses ini disebut biological magnification.

Biological magnification dapat terjadi karena DDT merupakan insektisida yang sangat efektif terhadap serangga, tetapi tidak beracun bagi hewan lain seperti burung dan mammalia. Senyawanya juga sangat stabil. Senyawa tersebut tidak larut dalam air, tetapi dapat larut dalam miyak atau lemak. Dalam dosis besar, DDT bisa membunuh serangga, tetapi dalam dosis kecil ia tidak mematikan. Sehingga serangga tersebut masih bisa bertahan hidup dan akhirnya muncul
jenis-jenis yang resisten atau kebal terhadap DDT. Konsentrasi DDT 1 ppm di dalam tubuh serangga bisa berlipat menjadi 2000 kali lebih besar bila serangga-serangga tersebut dimakan oleh katak. Dan dalam tubuh burung yang memakan katak tersebut, konsentrasi DDT bisa
jadi 8000 kalinya. Begitu seterusnya, hingga konsentrasi DDT semakin meningkat di dalam rantai makanan.

Selain tidak dapat diuraikan dan tidak dapat dikeluarkan dari dalam tubuh, DDT juga merugikan bagi organisme yang memakannya. Selain bersifat merusak jaringan dan berpotensi menimbulkan kanker, senyawa ini juga menghambat proses pengapuran kulit telur pada burung. Akibatnya, berbagai populasi burung bisa mengalami penurunan akibat telur-telurnya gagal menetas. Bahkan, karena sifatnya yang tidak terurai, DDT bisa terbawa air sampai ke perairan yang jaraknya sangat jauh dari sumber pencemaran. Penggunaan DDT di perkebunan apel di Amerika, misalnya, ternyata mempengaruhi kehidupan burung Pinguin di Benua Antartika, karena DDT tersebut terbawa arus laut melalui Samudera Pasifik.

Polutan pencemaran air yang lain adalah limbah pertambangan. Tambang minyak lepas pantai dan tumpahan minyak mentah dari kapal tanker yang bocor menimbulkan pencemaran di laut. Tumpahan minyak tersebut dapat membunuh organisme laut, seperti ikan, anjing laut, dan berbagai jenis burung laut. Tumpahan minyak tersebut juga bisa menghalangi penetrasi cahaya matahari ke dalam laut, sehingga berbagai jenis tumbuhan laut tidak dapat melakukan proses
fotosintesis.

Penyebab pencemaran air juga bisa berupa sampah-sampah organik. Kehadiran sampah-sampah organik di perairan menyebabkan pertumbuhan populasi bakteri pembusuk, sehingga meningkatkan kadar BOD (biochemical oxygen demand) dan menurunkan kadar COD (chemical oxygen demand). COD rendah berarti kandungan O2 di dalam air menurun, sehingga mengganggu aktivitas kehidupan air. Akibatnya, banyak organisme air yang mati. Jika pencemaran bahan organik meningkat, kita akan menemui cacing Tubifex sp. bergerombol dan berwarna putih kemerah-merahan. Cacing ini merupakan bioindikator parahnya pencemaran oleh bahan organik dari pemukiman penduduk. Lihat gambar di bawah ini.

b. Pencemaran Udara

Pencemaran udara disebabkan oleh berbagai aktivitas manusia, baik kegiatan rumah tangga (pembakaran sampah), kegiatan industri (asap dari cerobong pabrik), maupun kegiatan pertanian (penyemprotan insektisida). Kebakaran hutan juga merupakan bentuk lain polusi udara. Asap rokok dan asap dari kendaraan bermotor juga merupakan sumber pencemaran udara.

Pencemaran udara dapat berupa gas, seperti karbon monoksida (CO) dan karbon dioksida (CO2). Gas CO ini tidak berbau dan tidak berwarna, serta bersifat racun. Gas ini berasal dari pembakaran tidak sempurna pada kendaraan berbahan bakar bensin dan solar. Karbon monoksida juga dihasilkan dari pembakaran sampah dan dari industri, terutama industri baja dan besi. CO berikatan dengan hemoglobin di dalam darah, membentuk COHb yang berbahaya dan pada kadar 750 ppm bersifat mematikan. Sedangkan gas CO2 sebenarnya adalah komponen normal udara, tetapi bila terjadi gangguan pada daur karbon maka konsentrasi CO2 akan meningkat. Peningkatan kadar CO2 disebabkan oleh pembakaran kayu, batu bara, gas alam, di dalam hutan. Akibat peningkatan kadar CO2 adalah terjadinya efek rumah kaca (green house effect). Lihat gambaran mengenai efek rumah kaca berikut.

Efek rumah kaca adalah suatu kondisi suhu bumi yang terus meningkat akibat pemantulan kembli oleh lapisan CO2 di atmosfer. Peningkatan suhu yang dirasakan di seluruh bagian bumi ini disebut pemanasan global (global warming). Efek rumah kaca dikhawatirkan dapat memicu mencairnya es di kutub sehingga terjadi peningkatan tinggi permukaan laut dan mampu menenggelamkan pulau-pulau atau daerah dataran rendah. Efek lainnya adalah perubahan iklim sehingga terjadi pergeseran curah hujan dan kekeringan di beberapa tempat.

Polutan yang juga berupa gas adalah H2S dan SO2. H2S merupakan gas beracun, terdapat di kawasan gunung berapi, terutama saat sedang aktif. Selain itu, H2S juga dihasilkan dari pembakaran minyak bumi dan batu bara. Pembakaran batubara yang mengandung sulfur juga menghasilkan sulfur dioksida (SO2) dan nitrogen dioksida (NO2). Kedua gas tersebut bereaksi membentuk asam dan suatu saat akan jatuh sebagai hujan asam. Hujan asam ini akan menyebabkan korosi (karatan) pada besi, dan perubahan morfologi pada daun, batang, dan juga dapat mengganggu pernapasan pada manusia dan hewan.

Selain berupa gas, polusi udara juga disebabkan oleh partikelpartikel. SO2 dan NO2 bersama dengan partikel cair membentuk embun, membentuk awan dekat tanah yang dapat mengganggu pernapasan.

Jenis polutan lainnya adalah senyawa CFC (Chloro Fluoro Carbon) yang biasa digunakan pada pendingin ruangan, dan lemari es. Sumber CFC lainnya adalah perlengkapan yang menggunakan
penyemprot aerosol, proses pembuatan karet busa, proses pembuatan plastik, AC, dispenser, dan hairdryer. Di atmosfer, CFC akan berikatan dengan ozon di lapisan stratosfer, sehingga molekul ozon terurai dan membentuk lubang di beberapa tempat di bumi, seperti di atas Antartika dan kutub utara. Lubang tersebut akan mengurangi fungsi lapisan ozon sebagai penahan sinar Ultra Violet (UV). Sinar UV dari matahari bila sampai ke bumi dapat menimbulkan kanker kulit dan gangguan rantai makanan di laut.

c. Pencemaran Tanah

Limbah rumah tangga seperti sampah plastik yang sukar hancur, botol-botol, karet sintetis, pecahan kaca, dan kaleng, merupakan penyebab pencemaran tanah. Sampah-sampah tersebut tidak dapat diuraikan oleh bakteri atau mikroba tanah. Karena bersifat racun, limbah-limbah tersebut bisa juga menyebabkan kematian organisme tanah.

Selain limbah rumah tangga, limbah pertanian seperti sisa penggunaan pupuk buatan, pestisida, dan herbisida juga dapat menyebabkan pencemaran tanah. Limbah-limbah tersebut sukar terurai dan dapat bertahan lama di dalam tanah, sehingga residu atau sisa limbah tersebut dapat membahayakan kehidupan organisme tanah. Residu DDT di dalam tanah dapat membunuh mikroba pengurai yang sangat penting peranannya bagi proses pembusukan, dan akibatnya kesuburan tanah akan terganggu.

Bila tanah yang tercemar tersebut tersiram air hujan, maka polutan di dalamnya akan larut dan akhirnya mencemari perairan. Kegiatan industri pertambangan juga dapat menimbulkan pencemaran tanah. Salah satu kegiatan penambangan yang memiliki pengaruh besar mencemari tanah adalah penambangan batu bara, penambangan emas, besi, dan sebagainya. Penggunaan senyawa-senyawa untuk memisahkan biji emas, misalnya merkuri (Hg), juga sangat membahayakan organisme yang tercemarinya.

d. Pencemaran Suara

Pencemaran suara disebabkan oleh kebisingan atau bunyi-bunyi yang mengganggu atau merusak pendengaran manusia, memiliki intensitas di atas 50 desibel (dB). Sumber pencemaran suara antara lain kendaraan bermotor, kapal terbang, deru mesin pabrik, dan radio tape yang berbunyi keras. Pencemaran suara merupakan pencemaran serius, karena dapat menimbulkan cacat pendengaran permanen.

e. Pencemaran Bahan Radioaktif

Penyebab pencemaran radio aktif adalah debu radioaktif yang berasal dari bom nuklir serta reaktor-reaktornya. Bahaya yang ditimbulkannya adalah radiasi sinar, dan partikel-partikel neutron yang lain hasil reaksi fusi dan reaksi fisi. Pengaruh paparan radioaktif terhadap gen adalah menibulkan terjadinya mutasi gen. Bila mutasi terjadi pada sel tubuh atau sel somatis, maka berpotensi menimbulkan kanker atau tumor.

Tahap penggunaan dan pelepasan energi pada Glikolisis

Glikolisis adalah rangkaian reaksi kimia penguraian glukosa (yang memiliki 6 atom C) menjadi asam piruvat (senyawa yang memiliki 3 atom C), NADH, dan ATP. NADH (Nikotinamida Adenina Dinukleotida Hidrogen) adalah koenzim yang mengikat elektron (H), sehingga disebut sumber elektron berenergi tinggi. ATP (adenosin trifosfat) merupakan senyawa berenergi tinggi. Setiap pelepasan gugus fosfatnya menghasilkan energi.

Pada proses glikolisis, setiap 1 molekul glukosa diubah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP.

Glikolisis memiliki sifat-sifat berikut: 

• Glikolisis dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob, glikolisis melibatkan enzim ATP dan ADP, serta peranan ATP dan ADP pada glikolisis adalah memindahkan (mentransfer) fosfat dari molekul yang satu ke molekul yang lain.
• Pada sel eukariotik, glikolisis terjadi di sitoplasma (sitosol). 
• Glikolisis terjadi melalui 10 tahapan yang terdiri dari 5 tahapan penggunaan energi dan 5 tahapan pelepasan energi. 

Untuk Jelasnya perhatikan gambar di bawah ini.

Untuk mengetahui lebih jelas tentang tahap penggunaan dan pelepasan energi pada glikolisis, mari simak uraian berikut.

a) Tahap penggunaan energi pada Glikolisis:

• Penambahan gugus fosfat pada molekul glukosa dengan bantuan enzim heksokinase, sehingga terbentuk glukosa 6-fosfat. 
• Glukosa 6-fosfat diubah menjadi isomer nya yaitu fruktosa 6-fosfat.
• Fosfofruktokinase mentransfer gugus fosfat dari ATP ke fruktosa 6-fosfat, fruktosa 1,6 bisfosfat. 
• Aldolase membagi molekul gula (fruktosa 1,6 bisfosfat) menjadi 2 molekul gula yang berbeda dan merupakan isomernya.
• Dua molekul gliseraldehid postat masing-masing akan masuk pada tahapan glikolisis selanjutnya.

b) Tahap pelepasan energi pada Glikolisis:

• Triosafosfat dehidrogenase mengkatalisis pemindahan elektron dan H+ dari substrat (gliseraldehid fosfat) ke NAD+ membentuk NADH.
• Glikolisis menghasilkan ATP. Gula telah diubah menjadi senyawa asam organik oleh fosfogliserokinase.
• Gugus fosfat dipindahkan sehingga menjadi 2-fosfogliserat oleh fosfogliseromutase.
• 2-fosfogliserat melepaskan molekul H2O sehingga terbentuk fosfoenol piruvat kinase oleh enolase.
• Piruvat kinase mentransfer gugus fosfat sehingga menghasilkan 2 ATP lagi.

Berdasarkan uraian mengenai tahap penggunaan dan pelepasan energi glikolisis di atas, maka pada proses tersebut menunjukkan bahwa energi yang dibutuhkan pada tahap penggunaan energi adalah 2 ATP. Sementara itu, energi yang dihasilkan pada tahap pelepasan energi adalah 4 ATP dan 2 NADH.

Dengan demikian, selisih energi atau hasil akhir glikolisis adalah 2 ATP + 2 NADH.

Jika kita mengamati lebih cermat lagi, maka kita akan mengetahui pada tahapan mana saja energi (ATP) dibentuk. Nah, proses pembentukan ATP inilah yang disebut fosforilasi. Pada tahapan glikolisis tersebut, enzim mentransfer gugus fosfat dari substrat (molekul organik dalam glikolisis) ke ADP sehingga prosesnya disebut fosforilasi tingkat substrat. Maka dari itu, keseluruhan reaksi glikolisis dapat ditulis dengan persamaan reaksi di bawah ini.

Glukosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ menghasilkan 2 Piruvat + 2H2O + 2ATP + 2NADH + 2H+

Selain glukosa, bahan makanan yang setiap hari kita konsumsi tidak selalu mengandung gula sederhana seperti glukosa saja. Kadang-kadang kita pun mengkonsumsi bahan-bahan yang mengandung gula kompleks (karbohidrat kompleks) seperti disakarida maltosa, laktosa, dan sukrosa. Menurut anda apakah gula-gula atau karbohidrat yang kompleks tersebut bisa langsung dimetabolisme oleh sel? Jawabannya tentu saja tidak bisa, karena bahan-bahan makanan yang masih kompleks atau belum sederhana harus dirombak terlebih dahulu oleh tubuh sehingga menjadi bahan makanan yang lebih sederhana dan dapat dimetabolisme langsung oleh sel.

Demikian pembahsan mengenai Tahap penggunaan dan pelepasan energi pada proses Glikolisis, semoga mengerti dan teruslah belajar.

Jenis Bakteri Berdasarkan Bentuk dan Flagelnya

Bakteri merupakan mikroorganisme yang memiliki satu sel. Pada kehidupannya, terdapat bakteri yg hidup sendiri dan berkelompok atau berkoloni. Bakteri banyak sekali macamnya sehingga para ahli mikrobiologi membagi bakteri ke dalam beberapa jenis. Dua di antaranya yaitu pengelompokan bakteri berdasarkan bentuk dan flagel.

Macam-macam bakteri berdasarkan bentuknya, ada apa saja?

Jenis bakteri berdasarkan bentuknya

1. Bulat (coccus)
Berdasarkan modifikasi bentuknya, bakteri coccus dibedakan menjadi monococcus, diplococcus, streptococcus, dan sarcina. Monococcus adalah bakteri yang berbentuk bulat tunggal. Contoh monococcus adalah Neiserria gonorrhoea (penyebab penyakit gonorhoe). Diplococcus yaitu bakteri berbentuk bulat yang berpasangan. Contohnya Diplococus pneumaticus (penyebab penyakit pneumonia atau radang paru-paru). Sedangkan Streptococcus adalah bakteri berbentuk bulat yang bersusun seperti rantai. Contohnya Streptococus pyrogenes (penyebab penyakit kuning). Modifikasi bentuk yang lain adalah staphylococcus (bulat yang berupa gerombolan seperti buah anggur) dan sarcina (yaitu bakteri berbentuk bulat yang berkelompok empat-empat sehingga berbentuk seperti kubus dengan 8 sel). Contohnya adalah Staphylococcus aureus yang merupakan penyebab penyakit pneunomia (radang paru-paru) dan keracunan dalam makanan.

2. Batang (basilus)
Bakteri basilus juga mempunyai beberapa modifikasi bentuk, yaitu monobasil, diplobasil, atau streptobasil. Monobasil yaitu bakteri berbentuk basil tunggal. Contohnya adalah Escherichia coli (membantu pembusukan di dalam colon atau usus besar) dan Salmonella thyposa (penyebab penyakit tipus). Diplobasil adalah bakteri bentuk batang yang berpasangan. Sedangkan streptobasil adalah bakteri dengan bentuk batang yang bergandengan memanjang seperti bentuk rantai. Contohnya, Acetobacter xylinum yang digunakan dalam pembuatan nata de coco.


3. Spiral (spirila).
Sedangkan kelompok bakteri dengan bentuk dasar spiral memiliki 3 macam modifikasi, yaitu spirilum, vibrio, dan spirochaeta. Spirilum yaitu bakteri yang berbentuk spiral sempurna. Contohnya adalah Triponema pallidum (penyebab penyakit sifilis). Vibrio merupakan modifi kasi dari bentuk spiral yaitu berbentuk koma. Contohnya adalah Vibrio cholerae (penyebabkan penyakit kholera). Sedangkan spirochaeta merupakan kelompok bakteri berbentuk spiral yang lentur, sehingga ketika bergerak tubuhnya dapat memanjang atau memendek.

Kalau pengelompokkan bakteri berdasarkan flagelnya, ada bakteri apa saja?

Macam-macam bakteri berdasarkan flagel

Salah satu cara bakteri bergerak adalah dengan bantuan flagela. Flagela adalah struktur tambahan alat pada beberapa bakteri berupa bulu cambuk yang berfungsi sebagai alat gerak. Berdasarkan letak dan jumlah flagel pada bakteri, maka bakteri dikelompokkan ke dalam 4 tipe, yaitu monotrik, lofotrik, amfitrik, dan peritrik.

1. Bakteri monotrik; adalah bakteri dengan satu flagela pada salah satu ujung tubuhnya.
2. Bakteri lofotrik; yaitu jumlah flagelanya lebih dari satu.
3. Bakteri amfitrik; yaitu bakteri yang memiliki lebih dari satu flagela dan flagela-flagela tersebut terletak pada kedua ujung tubuhnya.
4. Bakteri peritrik; adalah bakteri yang flagelnya memenuhi seluruh permukaan selnya.

Virus yang merugikan dalam kehidupan Manusia

Virus adalah benda yang tidak termasuk ke dalam makhluk hidup. Saat di luar sel makhluk hidup, virus menunjukkan tanda-tanda tidak hidup, sedangkan setelah virus masuk ke dalam sel makhluk hidup virus dapat memperbanyak diri di dalam sel tersebut. Itulah penyebab tidak digolongkannya virus ke dalam makhluk hidup.

Pada umumnya virus merugikan tubuh makhluk hidup yang menjadi inangnya. Virus bisa merugikan karena menimbulkan penyakit baik pada manusia, hewan, maupun tumbuhan.


Kalau begitu, jenis virus apa saja yang bisa merugikan manusia?

Mau tahu?

Berikut ini adalah macam-macam virus yang dapat merugikan kehidupan manusia

1). HIV (Human Immunodeficiency Virus)
Virus ini menyebabkan AIDS (Acquired Immune Deficiency Syndrome), menyerang sel-sel darah putih limfosit T. Gejala penderita AIDS ditandai dengan melemahnya kekebalan tubuh sehingga mudah terserang penyakit dan susah untuk sembuh.

2). Virus ebola (ebola virus)
Virus ini menyebabkan penyakit ebola yang mematikan. Virus ini menyerang sel-sel pertahanan tubuh. Gejalanya adalah demam yang disertai pendarahan.

3). Virus hepatitis (Hepatitis virus)
Virus ini menyebabkan penyakit hepatisis B. Virus ini menyerang sel-sel hati, sehingga perut penderita membesar dan tubuhnya berwarna kuning.

4). Virus Measles
Measles virus menyebabkan penyakit cacar. Virus ini menyerang sel kulit dan menimbulkan gejala awal seperti demam, pilek, kemudian muncul luka cacar, yang dimulai dari wajah dan
akhirnya keseluruhan tubuh.

5). Virus Herpes (Herpes Simplex virus)
Virus ini menyebabkan penyakit herpes. Virus ini menyerang membran mukus (lendir) pada mulut, alat kelamin, dan kulit. Gejala penyakitnya adalah kulit memerah dan muncul bintil-bintil seperti luka melepuh.

6). Virus Papiloma (Human Papilomavirus)
Virus ini menyebabkan penyakit kutil pada manusia. Virus ini menyerang sel-sel kulit dan dapat menyebabkan kanker. Gejalanya adalah munculnya benjolan kulit.

7). Adeno virus
Virus ini menyebabkan gangguan pada sistem respirasi dan menyebabkan tumor rahim pada wanita. Gejala serangan virus ini adalah perut sakit seperti menstruasi dan timbul benjolan di dalam rahim (perut).

8). Mumps virus
Virus ini menyebabkan penyakit gondong atau parotitis. Virus ini menyerang kelenjar parotis, sehingga menimbulkan bengkak atau radang pada rahang.

9). Orthomycovirus
Orthomycovirus menyebabkan penyakit infl uenza. Gejalanya panas tubuh tinggi, sesak nafas, keluar lendir pada rongga hidung, nafsu makan berkurang, pusing kepala, batuk, dan demam.

10). Rabiez virus (Virus rabies)
Virus rabies menyerang sistem syaraf pada hewan atau manusia. Penyakit ini disebut penyakit anjing gila. Penyakit ini ditularkan menderita rabies.Vaksin rabies pertama kali ditemukan oleh Louis Pasteur.

11). Poliomyelitis (Virus polio)
Virus ini menyerang sistem syaraf, yaitu pada sistem alat gerak anak balita, sehingga menyebabkan kelumpuhan pada anggota gerak bagian bawah (kaki). Penyakit polio ini dapat dicegah dengan pemberian vaksin polio. Vaksin polio ditemukan pertama kali oleh Jonas Salk.

Pembentukan Urine melalui tahap Filtrasi, Reabsorpsi, dan Augmentasi

Urine adalah cairan ekskresi yang di olah dengan ginjal lalu dibuang melaui uretera. Urine yang kita keluarkan sebenarnya mengikuti serangkaian proses. Proses pembentukan urine atau air seni melalui tiga tahap, yaitu tahap filtrasi (penyaringan), reabsorpsi (penyerapan kembali), dan tahap augmentasi (pengeluaran zat).

a. Proses Pembentukan urine pada tahap filtrasi (penyaringan)

Filtrasi merupakan proses penyaringan darah dari zat-zat sisa metabolisme yang dapat meracuni tubuh. Proses ini terjadi pada badan Malpighi, tepatnya pada glomerulus yang dilingkupi kapsul Bowman. Awalnya, darah mengalir melalui pembuluh darah (arteri) ginjal. Kemudian melalui arteriol aferen, darah masuk ke glomerulus di dalam kapsul Bowman. Dalam setiap glomerulus berlangsung proses filtrasi. Hanya molekul kecil dan limbah nitrogen dari darah saja yang mengalami penyaringan. Sedangkan untuk molekul besar, seperti protein, lemak, zat-zat padat, dan plasma darah, dibiarkan bertahan dalam darah. Selanjutnya, darah meninggalkan glomerulus melalui arteriol eferen. Hasil filtrasi ini dinamakan filtrat glomerulus atau disebut juga urine primer. Urine ini akan dialirkan menuju tubulus-tubulus lewat arteriol aferen.

b. Proses pembentukan urine pada tahap reabsopsi (penyerapan kembali)

Reabsorpsi adalah proses penyerapan kembali filtrat glomerulus yang masih bisa digunakan oleh tubuh. Bagian yang berperan dalam proses ini meliputi sel-sel epitelium pada tubulus proksimal, lengkung Henle, dan sebagian tubulus distal.

Setelah urine primer melalui arteriol aferen akan dialirkan menuju tubulus proksimal. Kandungan glukosa dan sebagian ion seperti Na+, Cl-, dan air dalam urine primer akan direabsorpsi. Urine primer ini juga dialirkan dan diserap pada lengkung Henle. Setelah itu, urine dialirkan menuju tubulus distal. Urine primer yang mengandung zat seperti ion Na+, ion HCO3-, dan air akan diserap pada tubulus distal tersebut. Sedangkan zat-zat seperti ion H+, ion NH4+, urea, kretinin, dan obat-obatan disekresikan pada urine oleh tubulus tersebut. Hasil reabsorpsi ini berupa filtrat tubulus atau urine sekunder yang akan dialirkan menuju tubulus kolektipus (pengumpul).

c. Proses Pembentukan urine pada tahap Augmentasi (Pengumpulan)

Augmentasi merupakan suatu proses pengeluaran zat sisa yang tidak diperlukan oleh tubuh dalam bentuk urine. Pada proses ini, urine sekunder dari tubulus distal menuju tubulus kolektipus. Selanjutnya, pada tubulus ini masih terjadi penyerapan ion Na+, Cl-, dan urea. Sisanya merupakan bentuk urine yang sesungguhnya. Urine ini akan dibawa menuju pelvis renalis. Dari pelvis renalis, urine dialirkan melalui ureter hingga sampai pada vesika urinaria (kandung kemih). Sebagai tempat penyimpanan sementara urine, kandung kemih akan menyimpan urine sampai penuh. Apabila sudah penuh, urine akan dikeluarkan dari tubuh melalui uretra.

Secara normal, urine yang dikeluarkan tubuh mengan dung berbagai zat, misalnya air, urea, amonia (NH3), dan zat lainnya. Selain itu, warnanya lebih jernih transparan. Saat tertentu urine
dapat berwarna kuning muda. Sebab, urine tersebut diwarnai oleh zat warna empedu yakni bilirubin dan biliverdin.

Berdasarkan proses ekskresinya, ada beberapa fungsi ginjal yang dapat kita ketahui, antara lain mengatur keseimbangan air dan garam dalam darah, memproses zat sisa metabolisme dan membuangnya dari tubuh, mencegah adanya zat-zat berbahaya dalam tubuh, mengatur tekanan darah dalam arteri, dan membuang bahan makanan tertentu yang berlebih seperti gula dan vitamin.

Meskipun setiap harinya ada sekitar 1.500 liter darah yang disaring ginjal, namun hanya sekitar 1-1,5 liter urine saja yang kita keluarkan dari ureter. Sebab, ada beberapa faktor yang
berpengaruh terhadap banyaknya urine yang dikeluarkan, misalnya emosi, konsentrasi air yang tinggi dalam darah, suhu rendah, dan pengaruh banyaknya konsumsi zat-zat deuretik. Orang mengeluarkan air seni secara berlebihan disebut diuresis.

Respirasi Protozoa, Cacing, Serangga, Ikan, Katak dan Reptil

Respirasi adalah proses pertukaran gas oksigen dan karbondioksida yang terjadi dalam setiap tubuh hewan. Respirasi dilakukan oleh organ-organ yang menjalankan sistem respirasi. Untuk setiap hewan, respirasi bekerja dengan cara yang berbeda-beda. Perbedaan tersebut terjadi karena organ yang digunakan dalam proses bernapas pun berbeda.

Selain itu, habitat hewan tersebut juga turut membedakan mekanisme pernapasannya. Sebagai contoh, hewan yang hidup di perairan memiliki mekanisme respirasi yang berbeda dengan hewan yang hidup di daratan.

Berikut ini akan dibahas beberapa Sistem Respirasi Hewan, seperti protozoa, cacing, serangga, ikan, katak, dan reptil.

a. Sistem Respirasi pada Protozoa

Hewan protozoa seperti Amoeba atau Paramaecium bernapas menggunakan permukaan tubuhnya. Oksigen dan karbondioksida saling berdifusi melalui membran sel. Saat Amoeba bernapas, konsentrasi oksigen dalam sel semakin berkurang (rendah), sedangkan sisa metabolisme yang berupa karbondioksida di dalam sel semakin tinggi konsentrasinya. Di sisi lain, konsentrasi oksigen dalam air lebih tinggi daripada di dalam sel, sementara konsentrasi oksigennya lebih rendah. Akibatnya, oksigen dari luar akan berdifusi ke dalam sel, sementara karbondioksida berdifusi keluar sel menuju air. Pertukaran gas tersebut akan terjadi pada seluruh luas permukaan tubuh protista. Selain itu, proses seperti ini terjadi juga pada organisme uniselluler lain dan beberapa hewan seperti spons, Cnidaria, dan cacing pipih.

b. Sistem Respirasi pada Cacing

Cacing senang hidup di daerah lembab. Hal ini dilakukan supaya kulit cacing selalu lembab. Bagi cacing, misalnya saja cacing tanah, kulitnya dijadikan sebagai organ pernapasan atau tepatnya sebagai tempat pertukaran gas. Melalui kulitnya, oksigen dari luar berdifusi ke dalam
tubuh secara difusi. Hemoglobin yang terkandung dalam darah akan mengikat oksigen tersebut untuk dialirkan ke seluruh tubuh. Sementara, hasil metabolisme yang berupa karbon dioksida dikeluarkan melalui permukaan tubuh cacing. Pertukaran gas melewati permukaan tubuh pada cacing ini dinamakan juga pernapasan integumenter.

c. Sistem Respirasi pada Serangga

 

Serangga memiliki organ pernapasan yang khas. Pertukaran oksigen dan karbon dioksida dilakukan melalui trakea. Trakea merupakan bagian tubuh serangga yang terbuat dari pipa atau tabung udara. Jumlah trakea di dalam tubuh serangga sangat banyak. Oleh karena itu, sistem pernapasan serangga dinamakan sistem trakea.

Saat serangga melakukan pernapasan, udara masuk trakea melalui bagian yang terletak pada permukaan tubuh. Bagian tersebut dinamakan spirakel. Spirakel dilindungi oleh bulu halus dengan fungsi sebagaipenyaring debu dan benda asing yang masuk menuju trakea. Setelah itu, udara tersebut akan melewati pipa kecil yang disebut trakeola. Trakeola juga ini akan terhubung dengan membran sel.
Trakeola memiliki ujung kecil tertutup dan mengandung cairan dengan warna biru gelap. Oksigen akan berdifusi masuk ke dalam sel tubuh melalui trakeola, sedangkan karbondioksida akan berdifusi keluar. Setelah melewati trakeola, karbondioksida akan dikeluarkan ke lingkungan melewati trakea.

Apabila serangga sedang aktif dan menggunakan banyak oksigen, sebagian besar cairan yang berwarna biru akan ditarik ke dalam tubuh. Akibatnya, luas permukaan udara yang berkontak langsung dengan sel menjadi semakin luas. Seekor serangga yang sedang terbang mempunyai laju metabolisme lebih tinggi dibandingkan saat istirahat. Otot akan berkontraksi dan berelaksasi secara bergantian sehingga tubuh bisa memampat dan menggembung. Oleh karenanya udara akan secara cepat terpompa melalui sistem trakea. Sebagian besar serangga hidup di daratan. Namun, ada juga serangga yang hidup pada perairan seperti larva capung.

d. Sistem Respirasi pada Ikan

 

Sebagian besar ikan menggunakan alat pernapasan yang disebut insang. Pada ikan bertulang sejati, seperti ikan mas, insangnya memiliki tutup pelindung insang yang disebut operkulum. Namun, bagian ini tidak dimiliki ikan hiu.

Insang berada pada sisi sebelah kanan dan sisi sebelah kiri kepala ikan, tepatnya terletak di dalam rongga insang. Setiap sisinya terdapat lembar insang berjumlah 5-7 buah, Masing-masing insang ini dipisahkan oleh sebuah celah insang. Insang ikan memiliki bagian-bagian penting seperti lengkung insang yang berasal dari tulang rawan, rigi-rigi insang yang berguna sebagai penyaring air saat bernapas, dan filamen/ lembaran insang yang berwarna merah muda dengan bentuk seperti sisir. Warna merah muda menunjukkan bahwa lembaran insang terdapat pembuluh kapiler darah. Sehingga, sangat wajar bila pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi di daerah ini.

Ketika bernapas, ikan menggunakan dua fase pernapasan, yakni fase inhalasi dan fase ekshalasi. Fase inhalasi terjadi jika air masuk ke dalam rongga mulut ikan. Masuknya air karena dipengaruhi tekanan udara dalam rongga mulut yang lebih kecil daripada tekanan udara di air.
Sementara itu, fase ekshalasi terjadi saat rongga mulut ikan tertutup. Akibatnya, udara masuk ke insang secara difusi. Secara bersamaan operkulum terbuka. Akibatnya, air mengalir melalui celah insang dan menyentuh lembaran-lembaran insang. Secara otomatis, karbondioksida dilepaskan oleh darah dan sebaliknya oksigen diikat.

e. Sistem Respirasi pada Katak

Mulai muda hingga dewasa, katak mempunyai alat pernapasan yang berbeda-beda. Saat masih berudu, insang digunakan katak untuk mengambil dan mengeluarkan oksigen. Kira-kira umur 12 hari, katak akan menggunakan insang dalam sebagai alat pernapasan. Sesudah dewasa, alat pernapasan insang akan diganti dengan paru-paru. Saat di air, katak tersebut bernapas menggunakan permukaan kulitnya. Selain itu, katak juga menggunakan alat pernapasan rongga mulut yang berupa glotis.

Pada tubuh katak, tulang rusuk dan sekat diafragma tidak dapat temui perannya dalam pernapasan. Akan tetapi, peran tersebut digantikan oleh otot rahang bawah, otot sterno hioideus, otot genio hioideus, dan otot perut.

Saat menggunakan paru-paru, mekanisme pernapasan katak berlangsung dalam dua fase, yaitu fase inhalasi dan fase ekshalasi. Masing-masing fase ini terjadi dalam keadaan mulut tertutup.
Terjadinya fase inspirasi diawali dengan tertutupnya celah tekak dan mulut. Selanjutnya otot rahang bawah mengendur dan otot sterno hioideus berkontraksi, sehingga rongga mulut membesar. Keadaan tersebut membuat, udara dari luar masuk ke dalam rongga mulut dan hulu tenggorokan melalui koane. Kemudian, sekat akan menutup koane. Oleh kontraksi otot rahang bawah dan otot genio hioideus, rongga mulut menjadi kecil. Akibatnya, tekanan di dalam rongga mulut menjadi besar. Adanya perbedaan tekanan udara, membuat udara masuk menuju celah-celah yang terbuka (faring) dan dilanjutkan menuju paru-paru. Oleh karenanya, pertukaran oksigen dan karbondioksida terjadi.

Fase ekspirasi akan terjadi bila otot rahang bawah mengendur, sementara otot sterno hioideus dan otot perut berkontraksi. Akibatnya, udara dalam paru-paru tertekan keluar. Udara tersebut akan masuk ke dalam rongga mulut. Berikutnya, celah tekak menutup dan koane membuka. Otot rahang bawah berkontraksi dan diikuti otot genio hioideus. Akibatnya, rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut menjadikan karbon dioksida keluar dari tubuh katak.

f. Sistem Respirasi pada Reptilia

Berbeda dengan organ pernapasan serangga, organ yang digunakan pada pernapasan reptilia adalah paru-paru. Sebab, sebagian besar reptilia hidup di daratan atau habitat yang kering. Untuk mengimbanginya, kulit reptilia bersisik dan kering, supaya cairan dalam tubuhnya tidak mudah hilang.

Kulit bersisik pada reptilia merupakan suatu adaptasi hidup dalam udara kering, dan bukan sebagai alat pertukaran gas. Walau begitu, ada pula mekanisme pernapasan reptilia yang dibantu oleh permukaan epitelium lembab di sekitar kloaka, misalnya terjadi pada kura-kura dan penyu. Hal ini dilakukan karena tubuh kura-kura dan penyu memiliki tempurung yang kaku. Tempurung ini menyebabkan gerak pernapasan kedua hewan tersebut terbatas.

Mekanisme pernapasan reptilia terjadi dalam dua fase, yaitu fase inhalasi dan fase ekshalasi. Saat tulang rusuk mengembang, volume rongga dada akan meningkat. Selanjutnya udara (oksigen) akan masuk ke dalam paru-paru, sehingga terjadi fase inhalasi. Sedangkan, fase ekshalasi akan terjadi, jika tulang rusuk merapat, sehingga udara (karbon dioksida) dan uap air keluar dari paru-paru.

g. Sistem Respirasi pada Burung

 

Burung merupakan salah satu hewan yang memiliki kekhasan pada sistem pernapasannya dibandingkan hewan lain. Perhatikan gambar sistem pernapasan burung di bawah ini.

Saat bernapas, burung menggunakan organ-organ pernapasan seperti lubang hidung, tekak, trakea, bronkus, dan paru-paru. Trakea burung memiliki siring yang berfungsi sebagai sumber suara. Siring tersebut terletak pada percabangan trakea atau bifurkasi trakea. Otot yang menyusun siring disebut otot stemotrakealis. Otot tersebut menghubungkan tulang dada dan trakea. Antara siring dan dinding trakea sebelah dalam dihubungkan oleh suatu otot yang disebut otot siringalis.

Paru-paru burung relatif kecil bila dibandingkan besar tubuhnya. Paru-paru burung ini dibungkus oleh suatu selaput paru-paru yang disebut pleura. Paru-paru juga terhubung dengan beberapa kantung/ pundi-pundi udara yang dinamakan sakus pnematikus. Masing-masing kantung udara terletak pada pangkal leher, ruang dada, antar-tulang karakoid, ketiak, di antara lipatan usus atau rongga perut, dan berhubungan dengan tulang-tulang panjang seperti tulang paha dan tulang lengan atas.

Keseluruhan jumlah kantung udara ada sembilan buah. Meski demukin, namun paru-paru burung tidak tersusun dari alveoli. Pada paru-parunya hanya ada pembuluh udara yang disebut parabronki.

Kantung udara burung memiliki fungsi penting, yakni membantu pernapasan saat burung terbang, membantu memperbesar siring sehingga suara menjadi keras, dan menyelubungi alat-alat dalam dengan rongga udara sehingga tidak kedinginan. Selain itu, kantung udara dapat mencegah hilangnya panas badan yang berlebihan dan memperbesar atau memperkecil berat jenis tubuh saat berenang yaitu dengan cara membesarkan dan mengecilkan kantung udara.

Burung yang terbang dengan burung yang istirahat mempunyai mekanisme pernapasan yang berbeda. Namun, secara umum kedua keadaan tersebut tidak terlepas dari dua fase pernapasan. Fase yang dimaksud yakni fase inhalasi dan fase ekshalasi.

Saat burung beristirahat, fase inhalasi terjadi seperti berikut;
Perlekatan tulang-tulang rusuk pada tulang dada dan tulang belakang tidak melalui persendian, sehingga tulang-tulang rusuk masih dapat bergerak sedikit. Tulang rusuk bergerak ke depan dan ke bawah, rongga dada membesar dan paru-paru mengembang, akibatnya udara dari luar masuk ke dalam paru-paru melalui saluran pernapasan. Pada waktu udara masuk ke dalam paru-paru, sebagian O2 diambil, dan sebagian lainnya masuk ke dalam kantung-kantung udara.

Sementara itu, fase ekshalasi di awali dengan mengecilnya rongga dada. Keadaan ini mengakibatkan paru-paru mengecil dan udara dalam kantung-kantung udara dikeluarkan melalui paru-paru. Akibatnya, O2 diikat oleh darah yang terdapat dalam pembuluh-pembuluh kapiler dinding paru-paru. Dengan demikian, pengambilan O2 dapat terjadi baik bisa berlangsung pada fase inspirasi maupun ekspirasi.

Adapun mekanisme pernapasan saat burung terbang terjadi juga secara inhalasi dan ekshalasi. Kedua fase ini dilakukan oleh burung melalui kantung udara yang terdapat di antara tulang karakoid. Pada waktu sayap diangkat ke atas, kantung udara di antara tulang karakoid terjepit. Sementara pada saat yang sama kantung udara pada ketiak mengembang. Akibatnya, O2 masuk/ inhalasi ke kantung udara perut. Selanjutnya, O2 ini akan dialirkan ke dalam paru-paru dan sebagian yang lain masuk ke dalam kantung udara. Sebaliknya, fase ekshalasi terjadi ketika sayap bergerak ke bawah, sehingga mengakibatkan kantung udara pada ketiak terjepit. Pada posisi seperti itu, kantung udara di antara karakoid akan mengembang. Alhasil, CO2 keluar dari tubuh burung.

Proses Pencernaan Pada Hewan Ruminansia Alias Pemamah Biak

Apa itu hewan ruminansia?
Hewan ruminansia adalah hewan yang kebiasaannya mengunyah terus menerus, misalnya sapi, kerbau. Secara umum pencernaan antara hewan ruminansia dengan hewan lain itu sama hanya saja ada sedikit perbedaan. Perbedaannya terletak pada susunan gigi dan struktur lambungnya. Alat-alat pencernaan hewan ruminansia meliputi rongga mulut, esofagus, lambung, usus halus, usus besar, dan anus.

Sebenernya Gimana sih Proses Pencernaan Pada hewan ruminansia itu?

Proses pecernaannya dimulai sejak makanan masuk ke rongga mulut. Di dalam rongga mulut, makanan dikunyah oleh gigi dan dicampur dengan air ludah. Giginya memiliki susunan 16 buah gigi seri yang berfungsi sebagai penjepit makanan; 12 buah gigi geraham depan (premolar) dan 12 buah gigi geraham belakang (molar) yang berfungsi untuk memamah makanan. Sementara gigi taringnya sudah dimodifikasi untuk menggigit dan memotong tumbuhan. Di antara gigi seri dan gigi geraham terdapat celah yang disebut diastema. Fungsinya sebagai tempat menjulurkan lidah saat mengambil tumbuhan atau dedaunan.
Selanjutnya, dari rongga mulut hewan ruminansia makanan masuk melalui kerongkongan (esofagus) menuju lambung. Lambung ruminansia seperti sapi dan kambing berbeda dengan lambung manusia. Lambung hewan ruminansia terbagi menjadi empat bagian, yakni rumen, retikulum, omasum, dan abomasum.
Saat makanan masuk ke dalam lambung, pertama kali menuju rumen. Rumen berfungsi untuk menampung makanan sementara. Di dalamnya terjadi proses pembusukan dan fermentasi oleh enzim selulase yang dihasilkan oleh bakteri dan protozoa. Bakteri yang berperan dalam proses fermentasi selulosa menjadi glukosa dan bentuk lainnya ini berasal bakteri genus Cyptophaga dan Bacterium, sementara protozoa nya adalah genus Flagellata, seperti Cypromonas subtitis.

Selanjutnya, makanan yang berasal dari rumen akan menuju retikulum. Pada bagian ini, makanan tersebut dibentuk menjadi gumpalan-gumpalan kasar yang disebut bolus. Sewaktu beristirahat, hewan ruminansia seringkali mulutnya mengunyah. Ini dilakukan karena bolus dari retikulum dikeluarkan kembali menuju rongga mulut.

Dari rongga mulut, makanan masuk kembali menuju omasum dan diteruskan ke abomasum (perut sebenarnya). Di dalam abomasum, makanan dicerna seperti halnya pada lambung manusia yakni secara kimiawi.

Setelah dicerna dalam abomasum, makanan menuju usus halus. Di dalam usus halus, sari-sari makanan diserap oleh pembuluh darah untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sisa pencernaan makanannya diteruskan menuju rektum yang selanjutnya dibuang melalui anus.

Proses pencernaan hewan ruminansia berbeda dengan hewan pemamah biak yang lain seperti kuda, kelenci, atau marmut. Perbedaannya terletak pada proses pengunyahan makanan yang tidak dilakukan dua kali. Selain itu, proses fermentasi selulosanya berlangsung di sekum (usus buntu), bukan di rumen. Sementara, beberapa hewan pengerat seperti kelinci memiliki bakteri pengurai selulosa di usus besar, bukan di lambung.

Pengertian, Struktur, Fungsi, dan Proses Pembentukan Antigen-Antibodi

Artikel ini akan menjelaskan mengenai pengertian, struktur dan fungsi, serta proses pembentukan antigen dan antibodi.

1. Pengertian Antigen dan Antibodi

Antigen adalah suatu zat atau benda yang masuk ke dalam tubuh dan tidak dikenali oleh Antibodi. Sedangkan antibodi itu sendiri adalah zat sejenis protein atau polisakarida yang disekresikan oleh sel tubuh untuk melawan atau menghancurkan benda asing yang masuk ke dalam tubuh.

Antigen dan Antibodi merupakan 2 jenis zat atau benda yang berperan dalam sistem kekebalan tubuh. Tanpa Antigen dan antibodi tubuh kita tidak akan bisa melakukan fungsi sistem kekebalan tubuh. Pada umumnya, antibodi terletak dan melekat pada permukaan sel. Namun, apabila tidak melekat, antibodi berada dalam darah dan dalam sekresi jaringan eksokrin. Awalnya, antibodi ditemukan pada serum darah, yakni cairan darah yang dipisahkan dari sel-selnya. Oleh karena itu, banyak penyakit yang dapat didiagnosis dengan keberadaan antibodi khusus dalam serum. Ilmu yang mempelajari cara seperti ini dinamakan serologi yang merupakan cabang immunologi.

 

2. Struktur dan Fungsi Antibodi

Antigen merupakan protein dan permukaan polisakarida berbagai mikroba, jaringan cangkokan yang tidak cocok, ataupun sel-sel darah yang ditransfusikan. Selain itu, antigen dapat pula berwujud protein asing seperti racun lebah atau serbuk sari yang dapat menyebabkan alergi atau hipersensitivitas.

Sebuah antigen mempunyai bagian pada permukaan suatu organisme atau substansi tertentu yang dapat berikatan dengan antibodi. Bagian tersebut dinamakan epitop atau determinan antigenik. Semua epitop tentu akan berikatan dengan antibodi yang sesuai. Sehingga permukaan bakteri, misalnya, yang berperan sebagai antigen seluruhnya dapat ditutupi oleh banyak jenis antibodi.

Antibodi merupakan protein terdiri atas satu atau lebih molekul yang berbentuk huruf Y. Empat rantai proteinnya disusun oleh ikatan sulfida. Dua rantai berat yang identik merupakan batang dan sebagian lengan Y. Sedangkan dua rantai ringan yang identik berada pada bagian lainnya. Pada kedua molekul berbentuk Y terdapat daerah variable (V) rantai berat dan rantai ringan. Dinamakan seperti itu karena pada bagian V memiliki urutan asam amino yang bervariasi dari satu antibodi ke antibodi lainnya.

Umumnya antibodi terdiri atas sekelompok protein yang berada pada fraksi-fraksi globulin serum. Fraksi-fraksi globulin serum ini dinamakan imunoglobulin atau disingkat Ig. Imunoglobulin ini bermanfaat apabila di dalam tubuh terjadi reaksi imun. Manusia memiliki beberapa tipe imunoglobulin dengan berbagai struktur. Adapun tipe-tipe imunoglobulin tersebut meliputi imunoglobin M (IgM), imunoglobulin G (IgG), imunoglobulin A (IgA), imunoglobulin
D (IgD), dan imunoglobulin E (IgE).

 

3. Pembentukan Antigen dan Antibodi

Di dalam tubuh manusia, antibodi dihasilkan oleh organ limfoid sentral yang terdiri atas sumsum tulang dan kelenjar timus, terutama oleh sel-sel limfosit. Ada dua macam sel limfosit, yaitu sel limfosit B dan sel limfosit T. Kedua sel ini bekerja sama untuk menghasilkan antibodi dalam tubuh.

Baik antibodi maupun antigen keduanya mempunyai hubungan spesifik yang sangat khas. Keadaan ini terlihat sewaktu antigen masuk ke dalam tubuh. Saat itu, dengan seketika sel limfosit T mendeteksi karakteristik dan jenis antigen. Kemudian sel limfosit T bereaksi cepat dengan cara mengikat antigen tersebut melalui permukaan reseptornya. Setelah itu, sel limfosit T membelah dan membentuk klon. Sementara pada permukaan membrannya menghasilkan immunoglobulin monomerik. Berikutnya, molekul antigen dan molekul antibodi saling berikatan dan ikatan kedua molekul ini ditempatkan pada makrofaga. Secara berurutan, makrofaga menghadirkan antigen pada sel limfosit B. Lantas, sel limfosit B berpoliferasi dan menjadi dewasa, sehingga mampu membentuk Sementara itu, pembuangan antigen setelah diikat antibodi dapat menggunakan berbagai cara, yakni netralisasi, aglutinasi, presipitasi, dan fiksasi komplemen.

Netralisasi merupakan cara yang digunakan antibodi untuk berikatan dengan antigen supaya aktivitasnya terhambat. Sebagai contoh, antibodi melekat pada molekul yang akan digunakan virus untuk menginfeksi inangnya. Pada proses ini, antibodi dan antigen dapat mengalami proses opsonisasi, yakni proses pelenyapan bakteri yang diikat antibodi oleh makrofaga melalui fagositosis Cara pelenyapan antigen berikutnya adalah aglutinasi. Aglutinasi atau penggumpalan merupakan proses pengikatan antibodi terhadap bakteri atau virus sehingga mudah dinetralkan dan diopsonisasi. Misalnya, IgG yang berikatan dengan dua sel bakteri atau virus secara bersama-sama.

Mekanisme yang sama juga terjadi pada cara berikutnya yakni presipitasi. Presipitasi atau pengendapan merupakan pengikatan silang molekul-molekul antigen yang terlarut dalam cairan tubuh. Setelah diendapkan, antigen tersebut dikeluarkan dan dibuang melalui fagositosis. Selain berbagai cara tersebut, pembuangan antigen dapat melalui fiksasi komplemen. Fiksasi komplemen merupakan pengaktifan rentetan molekul protein komplemen karena adanya infeksi. Prosesnya menyebabkan virus dan sel-sel patogen yang menginfeksi bagian tubuh menjadi lisis.

Tidak ada seorang pun yang hidup tidak menginginkan kesehatan. Kesehatan merupakan suatu kebutuhan pokok bagi tubuh setiap orang. Jika tubuh tidak sehat, tentu berbagai aktivitas tidak dapat dilakukan dengan baik.

 

4. Mekanisme Pertahanan Tubuh

Adanya sistem pertahanan tubuh membuat tubuh kita aman dari serangan penyakit. Diibaratkan sebuah senjata, sistem pertahanan tubuh membunuh semua bibit penyakit yang menyerang tubuh. Mekanisme yang dilakukan pun amat beragam. Berikut kita bahas ragam mekanisme sistem pertahanan tubuh pada manusia.

Di dalam tubuh, sistem imun yang kita miliki dapat melakukan mekanisme pertahanan dari berbagai jenis antigen, seperti bakteri, virus maupun kuman tertentu. Mekanisme pertahanan tersebut dapat dilakukan dengan cara membentuk kekebalan aktif dan kekebalan pasif. Kekebalan aktif merupakan kekebalan tubuh yang diperoleh dari dalam tubuh, karena tubuh membuat antibodi sendiri. Jenis kekebalan ini dapat terbentuk baik secara alami ataupun buatan.

Kekebalan aktif alami (natural immunity) adalah kekebalan tubuh yang diperoleh tubuh setelah seseorang sembuh dari serangan suatu penyakit. Sebagai contoh, orang yang pernah terserang penyakit seperti cacar air, campak, dan gondongan tidak akan terserang penyakit yang sama untuk kedua kalinya. Sebab, tubuh yang terserang sudah begitu kenal atau tidak asing dengan antigen yang menyerang. Akibatnya, darah membentuk antibodi untuk melawan antigen tersebut. Selain secara alami, kekebalan aktif dapat diperoleh secara buatan.

Kekebalan aktif buatan (induced immunity) diperoleh dari luar tubuh, yakni setelah tubuh mendapatkan vaksinasi. Vaksinasi merupakan proses memasukkan vaksin ke dalam tubuh supaya tubuh membentuk antibodi sehingga kebal terhadap suatu penyakit. Sementara vaksin ialah kuman penyakit yang sudah dilemahkan atau dijinakkan sehingga tidak berbahaya bagi tubuh. Tindakan membentuk kekebalan dalam tubuh seseorang dengan memberikan vaksin disebut imunisasi. Orang yang mengembangkan imunisasi pertama kali adalah dr. Edward Jenner, seorang dokter berkebangsaan Inggris. Teknik ini seringkali diberikan kepada semua umur supaya kebal terhadap antigen tertentu. Ada beberapa penyakit yang dapat dilawan dengan vaksin, misalnya vaksin BCG yang melawan antigen penyakit TBC.

Imunisasi mempunyai beberapa tipe. Imunisasi yang diberikan kepada individu dari spesies yang sama disebut isoimun. Sedangkan imunisasi yang diberikan pada individu yang berbeda dan dari spesies yang berbeda pula disebut heteroimun.

Penjelasan Materi Biologi Reproduksi pada Pria

Sistem reproduksi merupakan kumpulan dari beberapa organ yang bersama-sama melaksanakan fungsi reproduksi. Setiap manusia yang normal pasti memiliki sistem reproduksi, baik itu wanita ataupun pria. Baiklah pada artikel ini kita akan membahas sistem reproduksi pada pria yang meliputi alat reproduksi pria, proses pembentukan sel sperma (spermatogenesis), dan berbagai hormon yang ikut berperan dalam sistem reproduksi pria.

1. Alat-Alat Reproduksi pada Pria

Pria tentu memiliki berbagai alat reproduksi. Alat reproduksi pria berfungsi untuk menghasilkan sel kelamin pria yakni sperma. Di samping itu, alat reproduksi pria juga berfungsi dalam proses pelepasan sperma ke saluran sel kelamin wanita. Berdasarkan letaknya, alat reproduksi pria terbagi menjadi dua bagian yaitu bagian dalam dan bagian luar. Bagian yang berada di dalam tubuh dinamakan alat reproduksi dalam, sedangkan bagian yang terletak di luar dinamakan alat reproduksi luar. Masing-masing bagian ini saling berhubungan dan tidak terpisah.

a. Alat Reproduksi Pria Bagian Dalam
Alat reproduksi dalam pria meliputi testis, saluran reproduksi, dan kelenjar kelamin. Simak bahasannya berikut.

1) Testis
Pria mempunyai testis (jamak = testes) berjumlah sepasang. Bentuknya bulat seperti telur. Pada pria, testis berada di sebelah kanan-kiri tubuh dan terlindungi oleh sebuah kantung. Kantung tersebut dinamakan kantung pelir atau skrotum. Dalam sistem reproduksi, testis berfungsi sebagai penghasil sperma dan hormon kelamin.

Setiap harinya, seorang laki-laki dewasa menghasilkan lebih dari seratus juta sperma. Pembentukan sperma ini terjadi di dalam dalam saluran sempit yang dinamakan tubulus seminiferus. Di antara tubulus seminiferus terdapat sel-sel interstisium atau sel-sel
Leydig. Sel-sel ini menghasikan hormon testosteron dan hormon androgen lainnya.

2) Saluran Reproduksi Pria
Pada alat reproduksi pria terdapat berbagai macam saluran reproduksi, meliputi epididimis, vas deferens, saluran ejakulasi, dan uretra.

1. Epididimis merupakan sebuah saluran yang berada dalam skrotum dan keluar dari kedua testis. Oleh karena itu, saluran ini jumlahnya sepasang. Epididimis memiliki struktur yang berkelak-kelok. Sementara, panjangnya mencapai 6 meter. Di dalam saluran ini, sel sperma disimpan sementara hingga matang. Setelah matang, sel sperma bergerak meninggalkan saluran epididimis menuju vas deferens.
2. Vas deferens merupakan saluran reproduksi yang berfungsi sebagai tempat bergeraknya sperma dari epididimis menuju kantung semen (kantung mani) atau vesikula seminalis. Pada satu ujung, vas deferens menempel epididimis, sedangkan ujung lainnya berada dalam kelenjar prostat. Dari vas deferens, sel sperma bergerak menuju saluran ejakulasi. Saluran ini berfungsi sebagai tempat penghubung bergeraknya sel sperma menuju uretra. Secara struktural, saluran ini amat pendek. Setelah melewati saluran ejakulasi, sperma keluar tubuh melalui uretra. Uretra merupakan saluran reproduksi yang berada dalam penis. Selain itu, uretra juga berfungsi sebagai tempat saluran ekskresi urine dari kandung kemih.

3) Kelenjar Kelamin Pria
Sebelum dikeluarkan melewati uretra, sperma yang berada di dalam saluran reproduksi ditambahi dengan berbagai getah kelamin oleh kelenjar kelamin. Fungsi getah kelamin adalah sebagai penyuplai bahan penting sehingga sperma tetap hidup. Selain itu, getah kelamin juga membantu pergerakan sel sperma di dalam saluran reproduksi.

Ada beberapa kelenjar kelamin yang berperan dalam sekresi getah kelamin, meliputi vesikula seminalis, kelenjar prostat, dan kelenjar bulbouretralis (kelenjar Cowper).

• Vesikula seminalis atau kantung mani merupakan kelenjar kelamin yang berjumlah sepasang dan berada di belakang kantung kemih. Dindingnya menghasilkan cairan kental kekuning-kuningan dan bersifat basa. Cairan ini mengandung mukus, gula fruktosa, enzim koagulasi, asam askorbat, dan prostaglandin. Gula fruktosa yang disekresikan tersebut menyediakan sumber energi bagi sperma.
• Kelenjar prostat merupakan penghasil getah kelamin. Getah ini bersifat encer, mengandung enzim antikoagulan, penyuplai nutrisi, dan berasa agak asam. Bentuk kelenjar prostat bulat dan melingkari bagian atas uretra serta di bawah kantung kemih.
• Kelenjar bulbouretralis dinamakan pula kelenjar Cowper. Kelenjar bulbouretralis memiliki bentuk kecil dengan jumlahnya sepasang. Letak kelenjar ini berada di sepanjang uretra, tepatnya di bawah kelenjar prostat. Hasil sekresinya berupa cairan bening yang menetralkan setiap urine asam yang berada pada uretra. Di samping itu, cairan ini membawa sejumlah sperma bebas sebelum dikeluarkan dari dalam tubuh.

b. Alat Reproduksi Pria Bagian Luar
Berbeda dengan alat reproduksi dalam, alat reproduksi luar pria terdiri atas dua bagian yakni penis dan skrotum.

• Penis berfungsi sebagai alat senggama (kopulasi). Persenggamaan dilakukan sebagai sarana mengalihkan cairan sperma menuju alat reproduksi wanita. Secara struktural, penis tersusun atas tiga rongga berisi jaringan erektil yang berspons. Dua rongga yang terletak di tengah dinamakan korpus kavernosa. Sedangkan satu rongga yang berada di bawah korpus kavernosa dinamakan korpus spongiosum. Di dalam korpus spongiosum terdapat saluran reproduksi yakni uretra.Di bagian ujung penis terdapat bagian yang dinamakan kepala penis (gland penis). Kepala penis ini tertutup oleh lipatan kulit yang disebut preputium. Di dalam rongga penis terdapat jaringan erektil yang berisi banyak pembuluh darah dan saraf. Saat terjadi rangsangan seksual, rongga tersebut akan penuh terisi darah. Akibatnya, terlihat penis mengembang dan menegang. Keadaan penis demikian dinamakan ereksi. Apabila rangsangan ini terusmenerus terjadi, sperma akan keluar melalui uretra. Keadaan ini disebut ejakulasi. Jumlah sperma yang dikeluarkan saat terjadi ejakulasi sekitar 2 hingga 5 mL semen, yang setiap mililiternya mengandung sekitar 50 sampai 130 juta sperma.
• Skrotum (kantung pelir). Skrotum memiliki bentuk seperti kantung yang berisi testis. Oleh karena temperatur tubuh yang terlalu tinggi tidak sesuai dengan perkembangan sperma, skrotum yang berisi testis berada di luar tubuh. Testis ada dua buah, letaknya di kanan dan kiri, kemudian masing- masing dipisahkan oleh sebuah lapisan. Lapisan ini tersusun atas jaringan ikat dan otot polos yang menyerupai sekat. Otot dartos merupakan otot polos yang menyusun sekat skrotum sehingga bisa mengendur dan mengerut. Selain itu, pada skrotum terdapat pula otot yang bertindak sebagai pengatur kondisi suhu testis agar stabil. Otot demikian dinamakan otot kremaster.

2. Proses Pembentukan Sperma (Spermatogenesis)

Sebagaimana kita ketahui, tempat pembentukan sperma berada pada tubulus seminiferus di dalam testis. Proses pembentukan sperma ini dinamakan spermatogenesis. Pada tubulus seminiferus terdapat dinding yang terlapisi oleh sel germinal primitif yang meng alami kekhususan. Sel germinal ini disebut spermatogonium (jamak = spermatogonia). Setelah mengalami pematangan, spermatogonium memperbanyak diri sehingga membelah secara terus-menerus (mitosis). Sedangkan sebagian spermatogonium yang lain melakukan spermatogenesis.

Pada fase awal spermatogenesis, spermatogonium bersifat diploid (2n atau mengandung 23 pasang kromosom). Secara mitosis, spermatogonium akan berubah menjadi spermatosit primer (2n). Berikutnya, spermatosit primer membelah menjadi spermatosit sekunder secara meiosis (biasa dinamakan meiosis I). Jumlah spermatosit sekunder ada dua, sama besar dan bersifat haploid (n = 23 kromosom). Melalui fase meiosis II, spermatosit sekunder membelah diri menjadi empat spermatid yang sama bentuk dan ukurannya. Selanjutnya, spermatidberkembang menjadi sperma matang yang bersifat haploid (n). Setelah matang, sperma menuju saluran reproduksi yakni epididimis. Semua proses ini terjadi selama kurang lebih 17 hari. Sementara, energi yang digunakan untuk melakukan proses spermatogenesis berasal dari sel-sel sertoli.

Sperma yang sudah matang memiliki bagian-bagian seperti kepala, leher, bagian tengah, dan ekor. Bagian kepala sperma terlindungi suatu badan yang disebut akrosom. Bagian ini berinti haploid. Selain itu, badan ini juga mengandung enzim hialurodinase dan proteinase. Enzim ini berfungsi saat proses penembusan lapisan sel telur. Pada bagian tengahnya terdapat mitokondria kecil yang berfungsi menyediakan energi untuk menggerakkan ekor sperma.

3. Kontrol Hormonal pada Sistem Reproduksi Pria

 

Ada sejumlah hormon yang berperan dalam sistem reproduksi pria terutama saat proses pembentukan sperma. Di bawah kontrol hipotalamus, sebuah hormon dikeluarkan untuk merangsang hipofisis anterior. Hormon yang disekresikan hipotalamus yakni hormon gonadotropin. Hormon ini merangsang hipofi sis anterior untuk menghasilkan hormon LH (Luitenizing Hormone) dan hormon FSH (Follicle Stimulating Hormone). Hormon LH menstimulasi sel-sel Leydig untuk menyekresikan hormon testosteron. Hormon testosteron ini berfungsi saat spermatogenesis, pematangan sperma, dan pertumbuhan kelamin sekunder pada pria. Sementara itu, hormon FSH berperan merangsang sel-sel sertoli dalam tubulus seminiferus untuk mengubah sel-sel spermatid menjadi sperma saat terjadi spermatogenesis.

Bioteknologi Konvensional dan Modern di zaman sekarang

Bioteknologi adalah salah satu cabang ilmu biologi yang membahas tentang suatu penerapan asas-asas sains (Ilmu Pengetahuan Alam) dan rekayasa untuk pengolahan suatu bahan, dengan melibatkan aktivitas jasad hidup atau mikroba hidup untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi merupakan puncak dari perkembangan ilmu biologi. Oleh karena itu, perkembangan teknologi memengaruhi pula terhadap perkembangan biologi. Biologi saling berkaitan dengan ilmu-ilmu yang lain.

Secara umum, bioteknologi dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu bioteknologi konvensional dan bioteknologi modern.


Apa itu Bioteknologi Konvensional? Seperti apa produk yang dihasilkannya?

Bioteknologi Konvensional merupakan bioteknologi yang memanfaatkan mikroorganisme (mikrobia) dalam proses biokimiawi dan proses genetik alami (mutasi).

Beberapa ciri atau sifat dari bioteknologi konvensional, antara lain:

• Masih menerapkan teknik-teknik biologi
• Bioteknologi dan rekayasa genetika yang terbatas
• Menggunakan mikroorganisme seadanya, belum mengembangkan teknik sampai tingkatan molekuler yang terarah, belum sepenuhnya steril (bebas dari mikrobia yang tidak diinginkan), jumlah produknya relatif sedikit, serta kualitasnya belum terjamin.

Produk yang dihasilkan dari bioteknologi konvensional salah satunya yaitu fermentasi. Fermentasi merupakan salah satu contoh dari penerapan dan telah digunakan dalam rangka untuk menghasilkan produk, baik dalam skala kecil maupun industri besar (misalnya: tauco, kecap, minuman anggur, dan sake). Kalian tentunya sering menjumpai pula beberapa produk fermentasi yang bersifat khas dalam masyarakat (indegenous fermented food). Contohnya adalah industri tempe dan tape.


Kalo Bioteknologi Modern itu apa? Contoh produknya di zaman sekarang, apa?

Selain mendasarkan pada mikrobiologi dan biokimia, bioteknologi modern mendasarkan pula pada manipulasi atau rekayasa genetika (DNA). Ciri atau sifat bioteknologi modern, antara lain yaitu steril, produksi dalam jumlah lebih banyak, kualitasnya standar, dan terjamin.

Berbeda dengan bioteknologi konvensional, bioteknologi modern sudah memanfaatkan metode-metode mutakhir bioteknologi (currents methods of biotechnology), antara lain seperti kultur jaringan, dan rekayasa genetik.

Kultur jaringan merupakan suatu teknik atau metode untuk mengisolasi bagian-bagian tanaman (sel, jaringan, atau organ seperti akar, batang, daun, dan pucuk) kemudian menumbuhkan bagian tersebut secara aseptis (teknik untuk mendapatkan kondisi suci hama) di dalam atau di atas medium budidaya (in vitro). Dengan demikian, bagian-bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri dan dapat menjadi tanaman lengkap kembali. Sedangkan rekayasa genetik merupakan suatu kegiatan merekayasa struktur DNA sesuai keinginan dengan metode tertentu seperti DNA Rekombinan, Transplantasi Nukleus, Kloning, Bayi Tabung dan masih banyak lagi.

Konsep Dasar Teori Evolusi dari Para Evolusionis Klasik

Evolusi pertama diungkapkan oleh seorang filsafat ahli asal Inggris, tetapi dulu belum mengarah pada evolusi kehidupan. Dalam perkembangannya, evolusi digunakan oleh seorang ahli naturalis untuk menjelaskan fenomena kehidupan yang mengalami perubahan dari waktu ke waktu. Berikut uraian tentang konsep dasar teori evolusi yang telah diungkapkan oleh Para Evolusionis Klasik.

Teori-teori Evolusi Menurut Para Evolusionis

Teori-teori Evolusi mengalami perkembangan dari waktu ke waktu. Berbagai pendapat muncul dari para ilmuwan. Mulai dari evolusi yang tidak berhubungan dengan biologi, sampai pada evolusi yang masuk dalam kajian biologi. Para ilmuwan yang menyumbangkan gagasannya dalam masalah evolusi antara lain adalah:

a. Herbert Spencer
Herbet Spencer adalah seorang ahli filsafat dari Inggris yang pertamakali menggunakan istilah evolusi. Menurut Spencer, konsep evolusi yang dimaksud adalah berkaitan dengan suatu perkembangan ciri atau sifat dari waktu ke waktu melalui perubahan bertingkat. Pengertian yang dikemukakan oleh Spencer tersebut menunjukkan terjadinya suatu proses perubahan. Namun demikian, tampak bahwa pengertian yang dimaksud tidak terkait dengan kajian biologi, dan pada perkembangannya istilah tersebut tenggelam bersamaan dengan perkembangan pemikiran para ahli filsafat yang lain.

b. J.B. Lamarck
Berbeda halnya dengan Spencer, Lamarck memunculkan istilah evolusi yang berkaitan dengan bidang kajian biologi yakni evolusi makhluk hidup. J.B Lamarck mengungkapkan bahwa, makhluk hidup merupakan tingkat-tingkat perkembangan kehidupan, sedang manusia berada di puncak perkembangan tersebut. Yang artinya bahwa tidak akan muncul lagi makhluk hidup yang lebih tinggi tingkat ke sempurnaannya di masa yang akan datang. Proses perkembangan tersebut menurut Lamarck dipengaruhi oleh kebiasaan. Kebiasaan tersebut akan menyebabkan perubahan struktur tubuh (anatomi) dan diwariskan kepada keturunannya. Sebagai akibat pengaruh kebiasaan tersebut, Lamarck menyimpulkan bahwa organ-organ yang digunakan akan berkembang sedangkan organ yang tidak digunakan akan mengalami kemunduran (use and disuse).

Lamarck memberikan contoh fenomena jerapah sebagai pendukung teorinya. Menurut Lamarck, jerapah pada mulanya berleher pendek. Karena sering digunakan untuk menggapai pucuk dedaunan yang semakin tinggi, maka leher jerapah menjadi panjang. Mengapa jerapah harus menggapai pucuk dedaunan yang tinggi? Lamarck menjelaskan bahwa pucuk di bagian bawah telah habis dimakan, sehingga untuk mempertahankan hidup maka jerapah harus menjangkau
pucuk dedaunan yang tinggi.

Dari contoh tersebut jelas bahwa faktor lingkungan yakni pucuk dedaunan yang makin tinggi untuk dijangkau, telah meme ngaruhi jerapah untuk menjulurkan lehernya. Akhirnya terjadi perubahan struktur anatomi leher jerapah menjadi semakin panjang dan sifat ini diwariskan
kepada keturunannya.

c. Charles Darwin
Kalian tentunya pernah mendengar nama ilmuwan tersebut bukan? Charles Darwin adalah tokoh yang sangat terkenal dalam kaitannya dengan evolusi. Darwin banyak mengemukakan gagasan-gagasannya tentang evolusi. Karena pemikirannya tersebut, Darwin dikenal sebagai Bapak Evolusi.

Pokok-pokok pemikiran yang melandasi ajaran Darwin mengenai evolusi antara lain:
1. Tidak ada individu yang identik, selalu ada variasi meskipun dalam satu keturunan
2. Setiap populasi cenderung bertambah banyak karena setiap makhluk hidup mampu berkembang biak.
3. Untuk berkembangbiak diperlukan makanan dan ruang yang cukup.
4. Pertambahan populasi tidak berlangsung secara terus menerus, tetapi dipengaruhi oleh berbagai macam faktor pembatas antara lain makanan dan predasi.

Darwin membantah teori Lamarck yang mengungkapkan bahwa perkembangan makhluk hidup menuju ke arah kesempurnaan, dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan diwariskan kepada keturunannya.

Dalam bukunya The Origin of Spesies by means of Natural Selection, Darwin menyatakan dua hal penting sebagai Teori Evolusi yaitu:

• Spesies-spesies yang hidup sekarang berasal dari spesies nenek moyangnya yang hidup di masa lalu.
• Perkembangan spesies dipengaruhi oleh seleksi alam dan variasi antar populasi.

Fenomena jerapah dengan leher panjang dijelaskan oleh Darwin dengan melihat dari sudut pandang adanya variasi. Menurut Darwin, jerapah pada mulanya ada yang berleher panjang dan ada yang berleher pendek. Jerapah yang berleher pendek tidak mampu bertahan hidup karena kalah dalam berkompetisi dengan jerapah berleher panjang untuk memperoleh makanan berupa dedaunan pada pohon yang tinggi.

Akibatnya populasi jerapah berleher pendek menjadi punah dan tinggal populasi jerapah berleher panjang yang mampu bertahan hidup di lingkungannya (Hukum survival of the fittest). Supaya kalian lebih memahami konsep evolusi Darwin, cermatilah bagan alir berikut ini.

Dari pendapat para ahli di atas, munculah Teori Evolusi yang terbaru yakni yang dikenal sebagai Teori Sintetik. Teori ini merupakan gabungan dari teori Lamarck, Darwin, dan hukum pewarisan Mendel yang isinya mengungkapkan bahwa evolusi terjadi karena perubahan frekuensi gen dari suatu generasi ke generasi berikutnya. Ahli lain bernama De Vries melengkapi teori ini dengan menyatakan bahwa evolusi terjadi karena perubahan frekuensi gen akibat mutasi.

Sifat, Fungsi, dan Struktur Kimiawi DNA (Deoxyribo Nucleic Acid)

DNA atau Deoxyribo Nucleic Acid merupakan suatu materi genetik yang berperan sebagai media pewarisan sifat orang tua kepada anaknya. DNA terdapat pada semua sel yang ada di tubuh kita, tepatnya terdapat dalam Organel Nukleus. Penemuan Alfred dan M. Chase pada tahun 1952 mendapatkan kesimpulan bahwa DNA lah yang membawa dan menyimpan informasi genetik sel. Untuk itu, kita pelajari lebih dalam tentang DNA (Deoxyribo Nukleic Acid).

Bagaimana sih sifat DNA itu? dan apa fungsi dari DNA?

a. Sifat dan fungsi DNA
Selain di dalam nukleus, DNA dapat ditemukan pada organel mitokondria, plastida, dan sitoplasma (dalam jumlah yang sedikit). DNA merupakan komponen yang ditemukan secara ekslusif di dalam kromosom dan mempunyai sifat dan fungsi, antara lain:

1. Merupakan material kromosom sebagai pembawa informasi genetik, melalui aktivitas pembelahan sel.
2. Tebalnya 20 A (Amstrong) dan panjangnya beribu-ribu A (1 A = 10^-10 meter).
3. Dapat melakukan replikasi, yaitu membentuk turunan atau menggandakan diri. DNA hasil replikasi ( DNA anak) memiliki urutan basa yang identik dengan yang dimiliki oleh heliks ganda parental ( DNA induk).
4. Pada sel organisme prokariotik (bakteri), DNA berantai tunggal. Sedangkan, Pada sel eukariotik, DNA berupa heliks (rantai) ganda.
5. Pada suhu mendekati titik didih atau pada pH yang ekstrim (kurang dari 3 atau lebih dari 10), DNA mengalami denaturasi (membuka). Jika lingkungan dikembalikan seperti semula, DNA dapat kembali membentuk heliks ganda, disebut renaturasi.

Terus Kalau Struktur Kimia DNA-nya Gimana?

b. Struktur Kimia DNA

DNA tersusun oleh nukleotida-nukleotida yang saling terpaut membentuk polinukleotida yang amat panjang. DNA merupakan molekul yang besar (makromolekul) dan terdiri dari dua rantai polinukleotida yang saling berikatan.

Setiap nukleotida tersusun atas 3 komponen, yakni sebuah basa nitrogen, sebuah gula pentosa yaitu deoksiribosa, dan satu gugus fosfat.

Basa nitrogennya meliputi basa purin (Guanin dan Adenin) dan basa pirimidin (Sitosin dan Timin).

Basa nitrogen purin dari heliks, yang satu berpasangan dengan basa pirimidin dari heliks yang lain membentuk struktur yang disebut double helix (heliks atau rantai ganda). Struktur tersebut disebut juga “rantai ganda Watson-Crick” karena ditemukan oleh James Watson dan Francis Crick. Jika basa purinnya adalah adenin maka pirimidinnya timin (membentuk ikatan ganda dari A ke T), jika basa purinnya guanin maka pirimidinnya sitosin (membentuk ikatan rangkap tiga dari G ke S). Oleh karena itu, untaian rantai ganda bersifat komplementer (basa nitrogen pada rantai yang satu merupakan pasangan basa nitrogen pada rantai lainnya). Pada virus bakteriofag T2, tidak terdapat basa sitosin, melainkan basa pirimidin yang menyerupai sitosin.

Basa purin pada heliks satu dengan pirimidin heliks pasangannya dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Pada heliksnya, basa nitrogen berikatan dengan gula pentosa deoksiribosa. Gula pentosa tersebut mengikat gugus fosfat. Basa nitrogen, gula deoksiribosa, dan gugus fosfat membentuk satu molekul nukleotida. Nah, gugus fosfat tersebut menghubungkan antara nukleotida satu dengan yang lain dalam satu rantai atau heliks yang sama. Apabila rantai ganda DNA dapat diibaratkan sebagai sebuah tangga maka ikatan basa purin dengan pirimidin sebagai anak tangganya, sedangkan gula deoksiribosa beserta fosfatnya sebagai ibu tangganya.

Menurut Chargaff (1940), jumlah adenin (A) = timin (T) dan jumlah guanin (G) = sitosin (C). Data sinar X Rosalind Franklin, heliks ganda DNA membentuk satu putaran penuh setiap 3,4 nm panjang heliks ganda. Jarak antara pasangan nukleotida satu dengan nukleotida berikutnya adalah 0,34 nm. Dengan demikian, jumlah pasangan nukleotida setiap satu putaran penuh adalah 10 nukleotida.

Bagan skematis rantai ganda DNA dapat disederhanakan dengan menggambar gugus fosfat dan deoksiribosa pada sebuah garis. Huruf-huruf yang ada menggambarkan macam basa nitrogennya.
Nukleotida yang satu dengan nukleotida yang lain berhubungan satu sama lain melalui ikatan fosfodiester. Ikatan atau hubungan tersebut selalu sama. Artinya, gugus fosfat mengikat residu deoksiribosa pada atom karbon nomor 5 (5´= primer) dan atom karbon nomor 3 (3´ = 3 primer) pada residu deoksiribosa nukleotida berikutnya. Oleh karena itu, polinukleotida DNA merupakan molekul-molekul yang linear.

ling terpaut membentuk polinukleotida yang amat panjang. DNA merupakan molekul yang besar (makromolekul) dan terdiri dari dua rantai polinukleotida yang saling berikatan.

Sistem Per-edaran Darah Manusia bagian 1

Berikut akan dibahas materi tentang

Sistem Peredaran Darah Pada Manusia

Tubuh manusia tersusun atas berbagai sel yang membentuk jaringan. Sel-sel ini memerlukan nutrisi (zat makanan) dan gas untuk proses metabolisme sehingga terus hidup di dalam tubuh. Untuk memenuhi nutrisi dan gas serta pelbagai zat penting, sel akan memperoleh dari suatu zat yang dinamakan darah. Sementara, sistem yang mengedarkan nutrisi, gas, dan zat ini disebut sistem peredaran darah. Nah, untuk mengetahui bahasan mengenai sistem peredaran darah, coba kalian simak uraian berikut.

1. Darah Manusia

Sangat berbahaya bila darah yang mengucur pada luka tidak segera membeku. Kita bisa kekurangan darah, sehingga tubuh menjadi lemah. Selain itu, kuman yang merugikan tubuh bisa masuk. Akibatnya, tubuh dapat mengidap penyakit. Nah, untuk itu kalian perlu mengetahui komposisi dan fungsi darah dalam tubuh.

Darah merupakan jaringan ikat khusus yang mengandung sel-sel dan berada dalam matriks yang berbentuk larutan. Darah merupakan suspensi berwarna merah yang terdapat di dalam pembuluh darah. Warna merah ini terkadang bisa berubah menjadi warna merah tua. Akan tetapi, warna merah juga bisa menjadi warna merah muda. Perubahan warna ini tergantung pada kadar oksigen (O2) dan kadar karbon dioksida (CO2) yang terkandung di dalam darah. Di dalam tubuh, darah memiliki karakteristik, antara lain suhu darah antara 37 derajat Celcius sampai 38 derajat Celcius, dan pH darah antara 7,35 sampai 7,45 atau rata-rata 7,4.

Pada tubuh laki-laki dewasa, volume darahnya mencapai 5 hingga 6 liter. Volume darah wanita dewasa antara 4 hingga 5 liter. Sementara pada bayi, bila dibandingkan dengan manusia dewasa, jumlah darah yang dimiliki lebih sedikit. Volume darah di dalam tubuh kita sekitar seperdua belas atau 8% dari berat tubuh. Misalnya saja berat tubuh kita 50 kg, maka jumlah darah di dalam tubuh sekitar 4 liter.

Bagi tubuh, darah memiliki beragam fungsi, antara lain mengangkut O2 dari paru-paru ke seluruh jaringan tubuh dan juga mengangkut sari-sari makanan dari usus ke jaringan tubuh. Sebaliknya, gas karbondioksida (CO2) sisa metabolisme sel diangkut darah dari jaringan tubuh menuju paru-paru untuk di keluarkan. Selain itu, darah berperan dalam mengatur dan mengontrol temperatur tubuh. Selanjutnya, darah juga berfungsi mengatur distribusi/penyebaran hormon, menutup luka, dan mencegah infeksi.

a. Komposisi Darah

Darah tersusun oleh dua komponen. Dua komponen tersebut adalah plasma darah dan sel-sel darah. Agar kalian mengetahui bentuk sel-sel darah, perhatikan Gambar berikut.

Satu milimeter kubik darah yakni sebesar ujung peniti, mengandung 5 juta sel darah merah dan 8.000 sel darah putih, serta 350.000 keping darah.

1) Plasma Darah
Bagian darah yang cair disebut plasma da rah. Komponen utamanya adalah air. Di dalam plasma darah terlarut molekul-molekul berbagai ion, yang meliputi glukosa sebagai sumber energi utama untuk sel-sel tubuh dan asam-asam amino. Ionion ini terdapat banyak dalam plasma darah, misalnya natrium (Na+) dan klor (Cl-). Berbagai ion dan molekul tersebut diedarkan ke seluruh tubuh sehingga ion yang lain juga ikut tersebar.

Sekitar 7% plasma darah berupa berbagai molekul protein. Molekul protein yang dimaksud misalnya 4% serum albumin, 2,7% serum glubolin, dan 0,3% fibrinogen.

Setelah darah membeku oleh fibrinogen, yakni komponen untuk proses pembekuan darah, bekuan tersebut akan mengkerut secara lambat. Sehingga keluarlah suatu cairan bening yang disebut serum. Serum merupakan cairan darah yang tidak mengandung fibrinogen. Selain berperan dalam pembekuan darah, protein plasma juga berperan sebagai antibodi. Adanya antibodi ini menjadikan antigen yang masuk dapat dikenali dan diikat. Antibodi merupakan zat yang berasal dari glubolin di dalam sel-sel plasma.

Untuk mempertahankan tubuh terhadap penyakit, antibodi dapat bekerja melalui dua cara, yaitu secara langsung menyerang penyebab penyakit dan dengan mengaktifkan sistem komplemen terlebih dahulu, yang kemudian dilanjutkan merusak penyebab penyakit tersebut. Sementara itu, antibodi dapat menggunakan berbagai cara untuk melemahkan atau menyerang penyebab penyakit, seperti aglutinasi, presipitasi, netralisasi, dan lisis.

Aglutinasi merupakan proses peng gumpalan antigen. Proses terjadinya aglutinasi ditandai dengan terbentuknya gumpalan-gumpalan berstruktur besar berupa antigen pada permukaan bakteri-bakteri atau sel-sel darah merah.

Sementara presipitasi, yakni proses pengendapan antigen. Presipitasi dicirikan dengan terbentuknya molekul besar di antara antigen yang larut. Proses presipitasi misalnya saja antara racun tetanus dengan antibodi. Akibat yang ditimbulkan, racun tetanus menjadi tidak larut dan mengendap.

Cara lainnya yakni netralisasi. Netralisasi merupakan proses penetralan racun. Sifat antigen yang dimiliki antibodi akan menutupi berbagai tempat yang dianggap toksik/racun dari berbagai penyebab penyakit. Selain cara tersebut, untuk melemahkan antigen, antibodi dapat pula menggunakan cara lisis. Lisis merupakan proses penguraian antigen yang berada pada membran sel penyebab penyakit, akibatnya sel-sel tersebut rusak.

2) Sel DarahAda tiga tipe unsur yang terdapat dalam sel darah yakni sel darah merah (eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan keping darah (trombosit). Di antara ketiga tipe tersebut, sel darah merah merupakan penyusun komposisi sel darah yang paling banyak jumlahnya.

a) Sel Darah Merah (Eritrosit)
Pada wanita normal, sel darah merah yang dimiliki berjumlah sekitar 4,5 juta dalam setiap milimeter kubik darah. Sementara pada laki-laki, jumlahnya agak tinggi yakni berkisar 5 juta dalam setiap milimeter kubik. Namun, jumlah ini dapat naik-turun yang bergantung pada berbagai faktor, seperti ketinggian tempat seseorang hidup dan kesehatan seseorang.

Sel darah merah normal berbentuk cakram bikonkaf, berdiameter kira-kira 7,5 µm, ketebalan tepi 2 µm, dan tidak mempunyai nukleus sehingga mudah rusak. Tengah cakram memiliki ukuran yang lebih tipis daripada tepinya, yakni berkisar 1 µm. Kelebihan bentuk bikonkaf adalah mempercepat pertukaran gas-gas antara sel-sel dan plasma darah.

Sel darah merah orang dewasa dibentuk oleh sel-sel yang terletak pada sumsum tulang, terutama tulang rusuk, tulang dada (sternum), dan tulang-tulang belakang (vertebra). Prosesnya disebut eritropoeisis. Pembentukan eritrosit tersebut diatur oleh hormon glikoprotein yang dinamakan eritropoetin.

Saat awal dibentuk, sel darah merah bernukleus dan hemoglobin tidak terlalu banyak. Saat dewasa, jumlah hemoglobin dalam sel naik sampai 280 juta molekul atau sekitar 90% bobot bersih sel. Hingga akhir proses sintesis hemoglobin, nukleus akan keluar dari sel.

Hemoglobin (heme: pigmen non protein, globin: protein rendah) adalah protein pigmen yang memberikan warna merah pada darah, yang terdiri atas rantai empat polipeptida sebagai tempat melekatnya gugusan prostetik, heme. Setiap pusat heme terdapat atom besi (Fe2+). Di dalam darah, hemoglobin akan mengikat oksigen (O2) dari paru-paru dalam bentuk oksihemoglobin. Oksihemoglobin ini akan beredar ke seluruh jaringan tubuh.

Reaksi yang terjadi saat hemoglobin mengikat oksigen (O2) adalah sebagai berikut.
2Hb2 + 4O2 menghasilkan 4HbO2
Setelah oksihemoglobin sampai pada sel-sel tubuh, terjadilah reaksi pelepasan oksigen (O2) oleh Hb dengan persamaan berikut.

4HbO2 menghasilkan 2Hb2 + 4O2

Berdasarkan proses tersebut, ternyata reaksi antara hemoglobin dan oksigen berlangsung secara reversibel. Reaksi ini dapat terjadi karena dipengaruhi oleh suhu, derajat keasaman (pH), dan tekanan oksigen baik yang berada dalam paru-paru maupun jaringan tubuh.

Selain mengangkut oksigen, hemoglobin berperan juga dalam proses pengangkutan karbondioksida (CO2) dari seluruh jaringan tubuh menuju paru-paru. Kemudian, hemoglobin juga menjadi kontrol keseimbangan asam dan basa.

Masa hidup sel darah merah di dalam hanya sekitar 120 hari atau 4 bulan. Setelah itu, akan dirombak di dalam hati dan limpa. Sebagian hemoglobin diubah menjadi bilirubin dan biliverdin yaitu pigmen hijau yang memberi warna pada empedu. Sedangkan zat besi hasil penguraian hemoglobin dikirim ke hati dan limpa, sehingga bisa digunakan untuk membentuk sel darah merah baru. Kira-kira ada 200.000 eritrosit yang dibentuk dan dirombak.

Diperkirakan bahwa setiap detik tiga juta sel darah merah mati, yang kemudian dibersihkan oleh hati dan limpa. Sel-sel darah merah yang mati akan segera diganti oleh produksi sumsum tulang. Sumsum tulang ini dapat memproduksi sel darah merah berkisar empat atau lima kali lebih cepat daripada laju kerusakan selnya. Sehingga, ketika kita mengalami pendarahan atau transfusi darah, sumsum tulang akan segera menormalkan kembali jumlah sel darah yang ada dalam tubuh.

Namun demikian, apabila laju kerusakan sel darah merah lebih besar daripada laju produksinya, konsentrasi sel darah merah dalam darah akan turun. Akibatnya, kita dapat mengalami penyakit anemia. Untuk mengatasinya, kita harus banyak makan makanan yang berupa hati atau ekstrak hati dan vitamin B12 sehingga dapat merangsang pembentukan sel darah merah.

b) Sel Darah Putih (Leukosit)

Di dalam darah, sel darah putih memiliki jumlah lebih sedikit dibandingkan jumlah sel darah merah. Rasio keduanya kira-kira 1:700. Sel darah putih berjumlah sekitar 4.000 sampai 11.000 butir untuk setiap mikroliter darah manusia.

Sel darah putih yang normal berumur sekitar 12 hari. Bentuknya pun bervariasi, terutama saat melewati jaringan. Sedangkan ukurannya lebih besar dari sel darah merah yakni sekitar 10 µm. Pada umumnya, sel darah putih mempunyai inti bulat dan cekung. Sel-sel ini dapat bergerak bebas secara amoboid, kemudian juga dapat menembus dinding kapiler, sehingga disebut diapedesis.

Sel darah putih sangat berperan untuk melawan penyakit yang masuk ke dalam tubuh. Sel darah putih demikian berperan sebagai antibodi. Berdasarkan ada tidaknya granula dalam plasma, sel darah putih terbagi atas granulosit dan agranulosit. Granulosit merupakan sel darah putih yang memiliki plasma bergranula, misalnya basofil, neutrofil, dan eosinofil. Sementara, agranulosit merupakan jenis sel darah putih yang bercirikan plasma tak bergranula, seperti limfosit dan monosit.

Neutrofil merupakan jenis sel darah putih dengan plasma bergranula yang paling aktif dan bermobilitas tinggi. Plasmanya bersifat netral dan terdapat bintik-bintik. Selain itu, neutrofil bersifat fagosit (pemakan bakteri). Dari total keseluruhan sel darah putih, jumlah neutrofil sekitar 50% hingga 70%. Nukleusnya terdiri atas dua sampai lima lobus, sehingga seringkali disebut leukosit polimorfonuklear. Diameter neutrofil sekitar 12 µm. Sebagian besar granula neutrofil adalah lisosom, yang berisi beberapa macam enzim dan bakteri zidal untuk menghancurkan bakteri. Pada setiap milimeter kubik darah putih, neutrofil mengandung 3.000 sampai 7.000 butir.

Eosinofil adalah jenis sel darah putih dengan plasma bergranula yang berukuran hampir sama dengan neutrofil. Plasma yang dipunyai bersifat asam dan terdapat bintik-bintik biru yang bersifat fagosit. Volume eosinofil berkisar 2% sampai 4% dari total keseluruhan sel-sel darah putih, atau setiap mm3 darah mengandung 20 hingga 50 butir. Nukleus yang dimiliki eosinofil tersusun atas dua lobi atau bilobus. Eosinofil ini berperan dalam sistem pertahanan tubuh, terutama terhadap parasit multiseluler, semisal cacing parasit. Eosinofil juga sangat sensitif terhadap kehadiran alergen yakni suatu senyawa yang menyebabkan alergi. Sehingga, bila terjadi reaksi alergi pada tubuh seseorang, jumlah eosinofil dalam darah akan meningkat.

Jenis sel darah putih yang memiliki plasma bergranula adalah basofil. Ukuran basofil lebih kecil daripada eosinofil maupun neutrofil, yakni berdiameter sekitar 8 sampai 10 µm. Walau begitu, eosinofil memiliki inti sel yang relatif besar. Setiap 1 milimeter kubik darah mengandung 20 hingga 50 butir basofil, atau kurang dari 1% dari jumlah keseluruhan sel darah putih.

Sementara itu, jenis sel darah putih yang tak bergranula pada membrannya terdiri atas monosit dan limfosit. Monosit berjumlah sekitar 2 hingga 8% dari total keseluruhan sel darah putih, atau tiap milimiter kubik darah mengandung 1 butir. Kita bisa dengan mudah mengenali monosit, sebab ukurannya cukup besar dan inti selnya juga besar. Bentuknya oval atau seperti bentuk ginjal. Monosit kira-kira berdiameter dua kali diameter sel darah merah, yaitu sekitar 15 µm. Sebelum keluar menuju jaringan dan menjadi makrofaga, monosit akan berada dalam peredaran darah selama 24 jam. Makrofaga merupakan fagosit yang aktif terhadap senyawasenyawa asing yang berukuran lebih besar dari monosit. Di dalam darah, monosit termasuk jenis sel darah putih yang mampu berumur panjang. Selain itu, monosit juga dapat bergerak cepat dalam peredaran darah.

Sedangkan limfosit, memiliki jumlah sekitar 20 hingga 30% dari jumlah sel darah putih, atau tiap mm3 darah mengandung 1.500 sampai 3.000 butir. Limfosit dapat bergerak bebas dan juga bisa membentuk zat antibodi. Pada smear darah, tampak bahwa limfosit memiliki satu inti besar, berbentuk bundar, dan hampir menempati seluruh isi sel. Limfosit berdiameter 8 hingga 12 µm. Limfosit biasanya aktif keluar dari pembuluh darah menuju jaringan, terutama jaringan ikat dan sistem limfatikus.

Di dalam peredaran darah, limfosit terbagi atas tiga jenis, yakni sel T, sel B, dan sel pembunuh (natural killer cell). Berbagai jenis limfosit ini memiliki peran yang berbeda. Sel limfosit T berperan dalam mekanisme pertahanan terhadap masuknya sel-sel asing ke dalam jaringan tubuh. Sel limfosit T akan masuk ke dalam jaringan dan menyerang sel asing secara langsung. Namun, ada kemungkinan juga sel limfosit T ini dapat menghambat aktivitas limfosit lainnya.

Sedangkan sel limfosit B berperan dalam mekanisme pertahanan tubuh yang melibatkan produksi dan distribusi antibodi. Sel B dapat berdiferensi menjadi sel plasma yang berperan dalam sintesis dan sekresi antibodi. Sel pembunuh (natural killer cells) berfungsi untuk mendeteksi dan menghancurkan sel-sel jaringan yang abnormal. Sel ini berperan penting dalam pencegahan kanker.

Di dalam sumsum tulang, sel darah putih diproduksi dari hasil pembelahan hemisitoblas. Hemisitoblas adalah sel induk mieloid dan sel induk limfoid. Sel mieloid berkembang menjadi sel progenitor. Progenitor akan membelah menjadi mielosid yang selanjutnya akan berkembang menjadi basofil, eosinofil dan neutrofil. Sel monoblas akan berkembang menjadi monosit. Sel induk limfoid hasil diferensiasi dari hemisitoblas akan berkembang menjadi limfoblas, selanjutnya menjadi prolimfosit dan akhirnya menjadi limfosit yang matang.

Beberapa sel induk limfoid ada yang bermigrasi ke dalam jaringan limfoid, semisal kelenjar limfa, kelenjar timus dan nodus limfatikus, sehingga di dalam pelbagai jaringan tersebut terbentuk limfosit. Proses ini dinamakan limfopoiesis.

c) Keping-Keping Darah (Trombosit)
Saat kita terluka, maka beberapa saat kemudian darah yang keluar akan segera membeku. Mengapa ini bisa terjadi? Pada sel darah terdapat keping darah atau trombosit. Trombosit ini berperan dalam proses pembekuan darah. Bentuk trombosit yakni bulat kecil dengan diameter berukuran antara 2 sampai 4 µm dan tidak memiliki inti sel. Trombosit diproduksi dalam sumsum tulang dan berasal dari trombosit besar yang disebut megakariosit.

Jumlah trombosit pada sel darah berkisar antara 150.000 hingga 350.000 butir per milimeter kubik. Waktu trombosit aktif biasanya tidak lama, kira-kira 8 hingga 12 hari. Setelah itu, trombosit akan mati dan diambil oleh makrofaga jaringan. Kebanyakan trombosit yang diambil makrofaga adalah trombosit yang berada pada limpa.

Proses penyembuhan luka terjadi saat suatu jaringan tubuh kita tersobek atau terluka. Akibat yang ditimbukan yakni trombosit pada jaringan yang robek akan pecah dan mengeluarkan enzim trombokinase. Pengeluaran enzim ini terjadi atas bantuan FAH (Faktor Anti Hemofilia). Dengan bantuan ion Ca2+, enzim trombokinase akan mengubah protombin menjadi trombin. Trombin akan mengubah fibrinogen menjadi benang-benang fibrin. Adanya benang-benang fibrin menyebabkan luka segera tertutup. Untuk lebih jelasnya lihat gambar di bawah ini.

Protombin merupakan suatu senyawa glubolin yang dibentuk oleh hati dan dapat larut dalam plasma darah. Proses pembentukan protombin dibantu oleh vitamin K. Karena itu, apabila kita kekurangan vitamin K, luka yang mengeluarkan darah akan sulit membeku.

Fibrinogen adalah protein yang memiliki kemampuan untuk larut dalam darah. Sementara benang-benang fibrin tidak memiliki kemampuan untuk itu.

b. Golongan Darah dan Transfusi Darah

Darah pada tubuh kita memiliki suatu golongan tertentu yang berbeda dengan golongan darah orang lain. Golongan darah diperoleh dari tipe antigen yang terdapat dalam sel. Golongan darah ini sangat berperan bagi kita saat terjadi transfusi darah.

1) Golongan Darah
Darah manusia dapat dikelompokkan (digolongkan) berdasarkan atas ada tidaknya antigen yang terdapat pada permukaan luar membran sel darah merah (eritrosit). Antigen yang dimaksud dinamakan aglutinogen. Antigen sel darah merah merupakan suatu bagian berupa glikoprotein atau glikolipid yang bersifat genetis. Antigen yang telah dikenali pada sel darah merah yaitu antigen A dan antigen B.

Di dalam plasma darah terdapat antibodi yang disebut aglutinin. Aglutinin merupakan antibodi yang bereaksi dengan antigen dan terdapat pada permukaan sel darah merah. Sesuai jenis aglutinogen, ada dua jenis aglutinin yaitu aglutinin (anti-A) dan aglutinin (anti-B). Jika kedua aglutinin ini bereaksi dengan antigen, sel darah merah akan menggumpal satu sama lain atau mengalami lisis. Proses yang demikian dinamakan aglutinasi (penggumpalan darah).

Ahli ilmu kekebalan tubuh (imunologi) berkebangsaan Austria, Karl Landsteiner (1868-1943), mengelompokkan golongan darah manusia menjadi golongan darah A, B, AB dan O atau 0 (nol). Penggolongan darah semacam ini dinamakan sistem ABO atau AB0, Selain sistem ini, darah dapat juga digolongkan dalam sistem Rhesus (Rh).

a) Penggolongan Darah Sistem ABO
Sel darah merah ada yang memiliki antigen A, antigen B, dan antigen A,B. Tetapi ada juga sel darah merah yang tidak memiliki antigen A maupun B. Sel darah ini hanya memiliki aglutinin pada plasma darahnya saja.

Seseorang akan memiliki golongan darah A, bila sel darah merahnya memiliki antigen A dan plasma darahnya memiliki aglutinin BETA (anti-B). Seseorang akan bergolongan darah B, bila sel darah merahnya memiliki antigen B dan plasma darahnya memiliki aglutinin ALFA (anti-A). Kemudian, orang akan bergolongan darah AB, jika sel darah merahnya memiliki antigen A dan B, tetapi dalam plasma darahnya tidak memiliki aglutinin ALFA dan BETA. Sementara, orang akan bergolongan darah O atau 0, bila sel darah merahnya tidak memiliki antigen A dan B, hanya dalam plasma darahnya memiliki aglutinin ALFA dan aglutinin BETA.

Apabila sel darah merah seseorang mengandung aglutinogen A dan serum darahnya membuat aglutinin BETA, maka orang tersebut mempunyai golongan darah A. Sebaliknya, apabila sel darah merah seseorang mengandung aglutinogen B dan serum darahnya membuat aglutinin ALFA, maka orang tersebut dikategorikan golongan darah B. Kemudian, apabila sel darah merah seseorang mengandung aglutinogen A dan B, sementara serum darah tidak dapat membuat aglutinin ALFA maupun BETA , maka orang tersebut mempunyai golongan darah AB. Sebaliknya, bila sel darah merah seseorang tidak mengandung aglutinogen A dan B, sementara serum darahnya dapat membuat aglutinin ALFA dan BETA, maka orang tersebut mempunyai golongan darah O atau 0.

b) Golongan Darah Sistem Rhesus (Rh)
Selain sistem ABO, dalam penentuan golongan darah manusia dapat pula menggunakan sistem Rhesus (Rh). Reshus atau Rh merupakan antigen lain yang terdapat pada sel darah merah. Istilah Rh berasal dari “rhesus”, karena antigen ini pertama kali ditemukan tahun 1940 oleh Landsteiner dan A.S. Wenner di dalam darah kera Mocacus rhesus. Sel darah yang memiliki antigen Rh disebut Rh+ (Rhesus positif ), sedangkan yang tidak memiliki antigen Rh disebut Rh- (Rhesus negatif ).

Apabila orang yang memiliki darah Rh negatif ditransfusi dengan darah Rh positif (Rh+), orang bergolongan darah Rh negatif (Rh-) tersebut dengan segera akan membentuk antibodi anti-Rh, sehingga terjadi aglutinasi darah. Masalah akan timbul jika seorang ibu berdarah Rh negatif mengandung bayi dengan darah Rh positif. Meskipun sistem peredaran darah ibu dan anak terpisah, namun acapkali ada sedikit sel-sel darah yang masuk pada sistem peredaran darah ibu melalui plasenta. Kejadian ini biasanya terjadi pada saat terakhir kehamilan. Untuk merespons sel darah yang asing tersebut, darah ibu akan membentuk antibodi. Antibodi tersebut masuk ke dalam sistem peredaran darah bayi melalui plasenta. Darah bayi merupakan protein asing (antigen) bagi antibodi, sehingga antibodi akan bereaksi terhadap darah bayi, akibatnya terjadi aglutinasi. Adanya aglutinasi dalam sel darah akan menyebabkan anemia, dan nama penyakit tersebut dinamakan eritroblastosis foetalis. Apabila penyakit ini tidak bisa ditangani, bayi bisa mengalami kematian.


2) Transfusi Darah
Saat seseorang kekurangan darah, baik karena kecelakan atau pascaoperasi, membutuhkan tambahan darah dari orang lain sehingga jumlah darah dalam tubuhnya normal kembali. Karena itu, dibutuhkan proses tersendiri untuk memasukkan darah ke dalam tubuh orang tersebut. Proses memasukkan darah milik seseorang ke dalam tubuh orang lain dinamakan transfusi darah.

Pada proses transfusi darah, orang yang memberikan darah kepada orang lain dinamakan donor. Sedangkan orang yang menerima darah dari orang lain dinamakan resipien. Sebelum dilakukan transfusi darah kepada resipien, golongan darah dari donor dan resipien perlu diketahui. Sebab, untuk melakukan transfusi darah, darah yang akan ditranfusikan tidak asal saja, namun harus sesuai dengan tipe darah si resipien. Apabila golongan darah resipien A, maka diberikan darah donor yang bergolongan darah A. Demikian pula golongan darah B, AB dan O atau 0, saat transfusi darah semuanya diberi darah yang sesuai.

Jika tidak dilakukan, dikhawatirkan akan terjadi penggumpalan pada darah sehingga menimbulkan kematian bagi resipien. Namun demikian, dalam kondisi tertentu, seseorang bergolongan darah AB dapat menjadi resipien dari semua golongan darah, baik tipe A, B, AB mapun O. Sebaliknya, orang yang bergolongan darah O atau 0 (nol) dapat mendonorkan darahnya kepada semua golongan darah. Kondisi yang seperti ini bagi orang bergolongan darah AB dinamakan resipien universal, sedangkan bagi orang yang memiliki golongan darah O atau 0 (nol) dinamakan donor universal.

2. Alat-alat Peredaran Darah

Di dalam tubuh manusia, ada berbagai organ yang terkait dengan sistem peredaran darah. Organ yang menunjang dalam sistem peredaran darah adalah jantung (cor) dan pembuluh darah, seperti pembuluh darah balik (vena), pembuluh darah besar (arteri), dan pembuluh darah kecil (kapiler). Fahami struktur dan fungsi berbagai organ tersebut pada uraian berikut.

a. Jantung (Cor)

Jantung merupakan salah satu organ tubuh manusia yang sangat penting. Sebab, jantung berfungsi sebagai alat pemompa darah sehingga dapat tersalurkan ke seluruh tubuh. Jantung terletak di dalam rongga dada, di antara kedua paru-paru dan agak di sebelah kiri. Ukurannya sebesar kepalan tangan pemiliknya dengan berat sekitar 300 gram.

Pada jantung terdapat tiga lapisan, meliputi endokardium, miokardium, dan perikardium.

Endokardium adalah suatu lapisan yang berupa selaput dengan peran pembatas ruangan jantung. Di dalamnya terdapat lapisan pembuluh, saraf, dan berbagai kapiler yang berasal dari sistem peredaran darah. Miokardium merupakan lapisan dalam jantung yang tersusun atas otot jantung. Perikardium merupakan lapisan yang berupa selaput dengan fungsi sebagai pembungkus jantung. Perikardium terbagi lagi dalam dua lapisan. Lapisan luar perikardium dinamakan lamina panistalis, kemudian lapisan dalam perikardium dinamakan lamina viseralis. Di antara kedua lapisan tersebut terdapat suatu cairan yang mencegah terjadinya gesekan antara permukaan luar jantung dengan organ-organ lainnya, yang disebut cairan perikardi.

Jantung mempunyai dua pompa yang berdampingan, dan setiap pompa mempunyai dua bilik, yaitu atrium atas dan ventrikel bawah. Sehingga di dalam jatung terdapat empat bagian, yakni atrium atas meliputi atrium kanan (atrium dexter) dan atrium kiri (atrium sinister), kemudian ventrikel bawah meliputi ventrikel kanan (ventricle dexter) dan ventrikel kiri (ventricle sinister). Dua bilik jantung tersebut dipisahkan oleh sekat (septum) berupa otot padat. Saat masih bayi, di antara kedua bilik masih terdapat lubang yang disebut foramen ovale. Kurang lebih 10 hari setelah kelahiran, lubang ini akan tertutup.

Atrium merupakan ruangan jantung yang berperan sebagai tempat masuknya darah dari pembuluh balik (vena). Di antara atrium kiri dan ventrikel kiri terdapat katup valvula mitral atau katup valvula bikuspidalis.

Saat jantung berkontraksi, katub ini akan mencegah darah dalam ventrikel kiri agar tidak mengalir kembali ke atrium kiri. Pada jantung, ventrikel mempunyai otot yang lebih tebal dibandingkan atrium. Sebab, darah yang berada dalam ventrikel, akan dipompa keluar jantung. Kemudian, antara atrium kanan dan ventrikel kanan terdapat suatu katub yang disebut katup valvula trikuspidalis (katub berdaun tiga). Adanya katup ini menjadikan darah dalam ventrikel kanan tidak mengalir kembali ke atrium kanan. Sementara, katup-katup lainnya ialah katup semilunaris berbentuk bulan sabit, yaitu katup yang berada di antara atrium kiri dan pembuluh darah besar (aorta), dan katup antara bilik kanan dengan arteri pulmonalis.

Dinding jantung tersusun dari otot-otot jantung (miokardium). Otot-otot ini tidak pernah lelah dan berkontraksi setiap detik atau lebih sering selama pemiliknya hidup. Karena itu, jantung memerlukan banyak energi yang berasal dari zat-zat makanan dan oksigen. Pemenuhan zat makanan dan oksigen ini dibawa oleh darah memasuki jantung melalui pembuluh koroner. Adanya penyumbatan atau penyempit an, kerja otot jantung terganggu atau bahkan terhenti. Sehingga, orang yang mengalaminya bisa meninggal mendadak. Keadaan ini dinamakan penyumbatan koroner atau serangan jantung (infrak miokard).

Pada dinding jantung atas sebelah kanan terdapat nodus sinoartrial (Nodus S-A) dan berfungsi memicu jantung untuk berdenyut setiap detik. Jaringan ini dinama kan. Impuls yang ditimbulkan nodus S-A akan menyebar ke seluruh otot atrium. Otot-otot atrium berkontraksi sehingga darah dari atrium masuk ke ventrikel. Impuls dari nodus S-A, secara perlahan mencapai nodus artrioventrikular (Nodus A-V) yang berada pada bagian bawah sekat atrium. Selanjutnya, impuls diteruskan melalui berkas His menyebabkan otot ventrikel berkontraksi. Peristiwa ini disebut sistole, yaitu kondisi jantung mengempis sehingga menyebabkan darah terpompa keluar
dari jantung.

Saat ventrikel berkontraksi, tekanan darah di dalam ventrikel meningkat, akibatnya darah mendesak katub trikuspidalis dan katub bikuspidalis menutup. Sementara desakan darah dari ventrikel kiri ke aorta dan ventrikel kanan ke arteri pulmonalis mengakibatkan katup-katup semilunaris terbuka. Ketika darah keluar dari ventrikel kiri melewati katup semilunaris, masih ada sebagian darah di dalam aorta yang belum dialirkan. Tekanan darah saat kondisi demikian dinamakan tekanan sistole. Dalam keadaan normal, besar tekanan sistole berkisar 120 mmHg.

Setelah pengosongan ventrikel, otot-otot ventrikel mengalami relaksasi atau disebut diastole, yaitu kondisi jantung mengembang yang mengakibatkan darah mengalir menuju jantung. Ini terjadi disebabkan tekanan di dalam ventrikel lebih rendah daripada tekanan di dalam aorta, sehingga menyebabkan darah dari aorta mendesak kembali ke jantung. Akibatnya, katub semilunar menutup. Sementara, darah di dalam aorta sebagian dialirkan menuju berbagai arteri. Sehingga, tekanannya pada keadaan normal menurun sampai 80-mmHg dan kondisi ini disebut tekanan diastole.

Tekanan darah dapat diukur dengan mengguna kan tensimeter atau sfigmomanometer. Tekanan darah pada orang normal antara 120 mmHg pada sistole dan 80 mmHg pada diastole (120/80 mmHg). Dengan mengetahui tekanan darah seseorang, kita akan mengetahui pola kekuatan jantung saat memompa darah. Jantung akan terus-menerus memompa darah dengan cara berkontraksi, sehingga jantung dapat mengembang dan mengempis. Adanya kontraksi jantung ini, timbullah denyutan yang dapat kita rasakan pada pembuluh nadi di beberapa tempat. Dengan pengukuran frekuensi denyut nadi, tingkat kesehatan jantung seseorang dapat diketahui.

Waktu yang diperlukan otot-otot selama sistole dalam istirahat 0,27 detik, sedangkan saat diastole sekitar 0,52 detik. Sehingga, satu denyut jantung memerlukan kira-kira 0,80 detik. Frekuensi denyut jantung dalam keadaan istirahat 70 kali per menit. Dalam melakukan kerjanya, frekuensi denyut jantung ini dapat bekerja karena dikendalikan oleh saraf simpatik dan saraf parasimpatik.

b. Pembuluh Darah

 

Selain jantung sebagai alat pemompa darah, darah juga memerlukan pembuluh darah untuk beredar ke seluruh tubuh. Pembuluh darah berbentuk bulat, dengan ukuran yang beragam.
Diameternya sekitar 0,01 hingga 20 mm. Berdasarkan fungsinya, pembuluh darah dibedakan menjadi 3 macam yakni pembuluh nadi (arteri), pembuluh darah balik (vena), dan pembuluh darah kapiler. Simak penjelasannya berikut.

1) Pembuluh Nadi (Arteri)
Pembuluh nadi atau arteri merupakan pembuluh darah yang mengalirkan darah dari dalam jantung ke seluruh tubuh. Bisa saja diartikan pembuluh darah yang mengalirkan darah keluar dari jantung. Diameter pembuluh nadi bervariasi, mulai dari yang paling besar yaitu aorta 20 mm sampai ke cabang-cabang yang paling kecil yaitu arteriol 0,2 mm. Kebanyakan pembuluh nadi mengalirkan darah yang mengandung oksigen. Pada pembuluh nadi terdapat dinding yang bersifat elastis (kenyal) dan mampu berkontraksi. Dinding pembuluh nadi ini terdiri atas 3 macam jaringan, meliputi jaringan ikat pada lapisan paling luar, jaringan otot yang tebal, dan jaringan endotelium yang melapisi permukaan dalam arteri.

Penimbunan senyawa-senyawa lemak pada dinding arteri dapat menyebabkan penyempitan pembuluh dan hilangnya kekenyalan dinding. Kondisi demikian disebut arteriosklerosis. Arteri yang membawa darah dari ventrikel kiri jantung menuju seluruh tubuh disebut aorta. Sementara, arteri bercabang-cabang membentuk pipa yang lebih kecil disebut arteriola. Arteriola ini membentuk cabang-cabang lebih kecil dan ujung-ujungnya berhubungan langsung dengan sel-sel tubuh. Cabang-cabang inilah yang dinamakan kapiler.

Di dalam sistem peredaran darah, arteri terdiri atas 2 macam, yakni arteri pulmonalis dan arteri hepatica. Arteri pulmonalis (arteri paru-paru) merupakan pembuluh nadi yang membawa darah kotor atau mengandung CO2 keluar dari jantung menuju paru-paru (pulmo). Adapun arteri hepatica merupakan pembuluh nadi yang membawa darah bersih (kaya O2) menuju ke hepar (hati).

2) Pembuluh Vena (Vena)
Pada dasarnya, fungsi pembuluh balik berkebalikan dengan pembuluh nadi. Pembuluh balik (vena) berfungsi mengalirkan darah dari seluruh tubuh menuju jantung. Bisa juga disebut, pembuluh balik adalah pembuluh darah yang berasal dari tubuh menuju jantung. Diameter pembuluh balik lebih besar daripada pembuluh arteri, yakni berkisar 25 mm. Pada tubuh manusia, kebanyakan pembuluh nadi terletak pada permukaan tubuh. Sehingga, pembuluh ini terlihat kebiru-biruan pada permukaan kulit.

Pembuluh nadi memiliki dinding arteri, sementara pembuluh balik terdapat dinding vena. Dinding vena juga tersusun atas 3 jaringan, meliputi jaringan ikat pada lapisan paling luar, jaringan otot yang sangat tipis dan kurang elastis/kurang kenyal di tengahnya, dan jaringan endotelium yang melapisi permukaan dalam vena.

Pada vena terdapat cabang yang dinamakan venula. Venula bercabang menjadi pembuluh yang lebih kecil lagi, yang disebut kapiler. Selain itu, terdapat vena yang berhubungan secara langsung dengan jantung dan paru-paru. Pembuluh balik demikian dinamakan vena cava. Pada umumnya, darah yang mengalir pada vena mengandung banyak darah kotor kaya CO2. Kecuali vena pulmonalis, vena yang keluar membawa oksigen dari paru-paru. Oksigen yang dibawa vena pulmonalis ini akan dibawa kembali menuju jantung.

Selain berbagai pembuluh vena tersebut, menurut letaknya, terdapat pula jenis pembuluh balik yang lain. Khususnya vena cava yang memiliki dua jenis pembuluh, yakni vena cava superior dan vena cava inferior. Vena cava superior adalah pembuluh vena yang berasal dari organ-organ tubuh bagian atas, seperti kepala, leher, dan rambut-rambut. Sedangkan vena cava inferior adalah pembuluh vena yang berasal dari organ-organ tubuh bagian bawah, seperti lambung, usus, hati, pankreas, paru-paru, ginjal, kaki, dan lain sebagainya.


3) Pembuluh kapiler
Pembuluh kapiler merupakan pembuluh darah berbentuk kecil/halus yang berasal dari percabangan pembuluh arteriol dan venula. Pada percabangan pembuluh arteriol, pembuluh kapiler memiliki diameter 0,10 mm. Sedangkan pada percabangan venula, pembuluh kapiler memiliki diameter + 0,2 mm.

Pada pembuluh kapiler terdapat sebuah dinding yang bersifat permeabel. Sehingga, cairan tubuh dan zat-zat terlarut yang melewatinya dapat keluar masuk melalui dinding sel tersebut. Selain itu, pada pembuluh kapiler juga terjadi pertukaran oksigen, karbondioksida, dan zat-zat makanan, serta hasil-hasil ekskresi dengan jaringan yang ada di sekeliling kapiler darah.

Oleh karena kondisi suhu lingkungan dan bahan kimiawi seperti histamin, diameter pembuluh kapiler ini dapat berubah-ubah. Pengaruh pengaruh temperatur/suhu lingkungan yang rendah, pembuluh kapiler dapat mengalami penyempitan. Sebaliknya, apabila suhu lingkungan tinggi (naik) pembuluh kapiler dapat membesar kembali.

Nah, dari penjelasan tersebut kita ketahui bahwa antara arteri, vena dan kapiler saling bekerja sama dalam mengedarkan darah. Ketiganya akan membentuk sistem organ dalam tubuh yang dinamakan sistem peredaran darah.

3. Macam Peredaran Darah

Selama kita hidup, darah akan senantiasa beredar setiap saat. Darah itu akan beredar dari jantung ke seluruh tubuh, baik siang maupun malam, tanpa berhenti sampai akhir hayat. Sembari beredar, darah membawa sari-sari makanan, air, gas oksigen (O2), karbondioksida (CO2), hormon, dan garam-garam mineral. Sementara, gas dan zat sisa metabolisme akan diangkut darah menuju alat-alat pengeluaran/pembuangan melalui sistem ekskresi.

Di dalam tubuh manusia, darah beredar pada pembuluh darah. Oleh karena itu, peredaran darah
manusia dinamakan sistem peredaran darah tertutup.

Setiap kali beredar, darah melewati jantung sebanyak dua kali. Sehingga, peredaran darah manusia termasuk peredaran darah ganda yang terdiri atas peredaran darah kecil dan peredaran darah besar.

Peredaran darah besar (peredaran darah pulmonari) adalah peredaran darah dari atrium kiri jantung ke seluruh tubuh, kemudian kembali ke (atrium kanan) jantung lagi. Sedangkan peredaran darah kecil (peredaran darah sistemik) adalah peredaran darah yang dimulai dari jantung, tepatnya atrium kanan menuju paru-paru, kemudian kembali ke jantung tepatnya ventrikel kiri.

4. Kelainan dan Penyakit pada Sistem Peredaran Darah

Dalam kehidupan sehari-hari, tubuh kita yang selalu bekerja tiada henti dapat mengalami kelainan atau penyakit. Misalnya saja, kelainan dan penyakit yang terjadi pada sistem peredaran darah tubuh. Di bawah ini dapat kalian simak beberapa contoh kelainan dan penyakit yang terjadi pada sistem peredaran darah manusia.

a. Anemia

Anemia merupakan suatu keadaan dari penderita yang kekurangan eritrosit terutama unsur hemoglobin. Oleh karena itu, ada yang menyebutnya penyakit kurang darah. Kekurangan hemoglobin ini menyebabkan pemenuhan kebutuhan oksigen (O2) menuju jaringan menurun, sehingga mengganggu fungsi kerja sel.

Gejala anemia antara lain ditandai dengan muka penderita pucat, cepat lelah, sakit kepala, timbulnya bintik-bintik hitam pada mata, jantung berdebar, dan denyut nadi meningkat. Anemia dapat terjadi juga apabila kita terluka dan kehilangan ba nyak darah. Sehingga cara yang bisa dilakukan adalah transfusi darah. Kurangnya zat seperti zat besi (Fe) dan vitamin B12 juga bisa menyebabkan anemia.

Selain itu, ada pula anemia yang terjadi secara genetis. Misalnya thalasemia dan anemia bulan sabit (siclema). Thalasemia merupakan suatu kelainan pada eritrosit, sehingga selnya mudah rapuh dan cepat rusak. Ini terjadi karena sel-selnya tidak mampu mensintesis rantai polipeptida alfa dan rantai polipeptida beta dengan cukup, sehingga hemoglobin tidak terbentuk. Sementara, anemia bulan sabit (cicle cell anemia) merupakan anemia yang sel-selnya mengandung tipe hemoglobin abnormal, yang disebut hemoglobin S.

Apabila hemoglobin S ini berikatan dengan oksigen (O2) yang berkonsentrasi rendah, maka akan mengendap menjadi kristal-kristal yang panjang di dalam eritrosit. Kristal-kristal tersebut berbentuk seperti bulan sabit. Hemoglobin yang mengendap ini juga akan merusak membran sel, sehingga sel tersebut menjadi lebih rapuh.

b. Polisetemia

Polisetemia merupakan suatu keadaan kelebihan produksi eritrosit dalam tubuh seseorang. Darah penderita menjadi kental, sehingga memperlambat aliran darah di dalam pembuluh atau dapat juga membentuk gumpalan di dalam darah. Gumpalan darah dapat menyebabkan ganggren/kematian jaringan jika terjadi pada jantung, sehingga dapat menyebabkan kematian bagi penderita. Gejala yang ditimbulkannya dapat berupa sakit kepala dan pusing-pusing.

c. Leukemia (Kanker Darah) dan Agranulositosis

Leukemia atau kanker darah merupakan suatu keadaan berupa kelebihan produksi leukosit. Leukimia disebabkan oleh keadaan sumsum tulang atau jaringan limfa yang abnormal, sehingga produksi leukosit berlipat ganda. Oleh karena itu, jumlah leukosit dapat mencapai 500.000 sel per mm3. Di dalam dunia medis, gangguan leukemia ini sukar diobati. Namun, cara yang seringkali dilakukan adalah dengan sinar X, kemoterapi atau terkadang diperlukan transplantasi (pencangkokan) sel-sel mieoloid.

Kebalikan leukimia adalah agranulositosis, yakni kekurangan leukosit. Akibat yang ditimbulkan adalah daya tahan tubuh terhadap penyakit menurun.

d. Hemofilia

Hemofilia merupakan penyakit keturunan dengan gejala pendarahan yang sukar dihentikan. Sebanyak 85% dari penyakit ini disebabkan oleh defi siensi faktor VIII. Jenis hemofi lia ini disebut hemofilia A atau hemofi lia klasik. Sebanyak 15% pasien sisanya kecenderungan perdarahan disebabkan oleh difisiensi faktor IX. Kedua faktor tersebut diturunkan secara resesif melalui kromosom wanita.

Dinamakan filia karena paling sedikit satu dari kedua kromosom X-nya mempunyai gen-gen yang sempurna. Namun demikian bila salah satu kromosom X-nya mengalami defi siensi, maka akan menurunkan penyakit tersebut kepada separuh anak laki-laki.

e. Trombositopenia

Kelainan ini ditandai dengan sedikitnya jumlah trombosit di dalam sistem peredaran darah. Penderita trombositopenia cenderung mengalami pendarahan seperti halnya pada hemofilia. Bedanya ialah pendarahan trombositopenia berasal dari kapiler-kapiler kecil, dan bukan dari pembuluh besar seperti yang terjadi pada hemofilia.

Sebagai akibat kelainan ini, timbul bintik-bintik pendarahan di seluruh jaringan tubuh. Kulit penderita menampakkan bercak-bercak kecil berwarna ungu, sehingga penyakit itu disebut trombositopenia purpura.

f. Hipertrofi

Hipertrofi merupakan suatu keadaan menebalnya otot-otot jantung sebagai akibat katup-katup jantung tidak berfungsi sehingga jantung bekerja ekstra. Akibatnya, saat tertentu, jantung tidak dapat lagi memberi cukup oksigen (O2) terhadap jaringan.

g. Penyakit Jantung Koroner

Penyakit jantung koroner adalah penyakit jantung yang disebabkan oleh gangguan aliran darah pada pembuluh darah koroner. Pembuluh darah koroner adalah pembuluh darah arteri dan vena, yang mengalirkan darah dari dan ke jantung. Pemicunya adalah arteriosklerosis, yaitu pengerasan pembuluh nadi (arteri) akibat endapan lemak. Sementara, arterosklerosis adalah pengerasan pembuluh nadi (arteri) akibat endapan zat kapur.

h. Embolisme Koroner

Embolisme koroner merupakan suatu gangguan pada arteri koroner yang mengakibatkan pembuluh terisi oleh bekuan darah secara mendadak. Bekuan darah ini berasal dari bagian tubuh lain yang terbawa oleh aliran darah menuju arteri koroner.

i. Fibrilasi Atrium

Fibrilasi atrium merupakan suatu kelainan pada jantung yang mengakibatkan atrium berdenyut cepat dan tidak beraturan. Kelainan ini terjadi akibat demam rematik dan penyakit tertentu lainnya.

j. Varises

Varises merupakan suatu pelebaran pada pembuluh balik (vena). Varises ini sering terjadi pada bagian bawah tubuh, seperti pembuluh balik pada kaki. Hemaroid atau wasir merupakan varises yang terjadi pada daerah dubur (anus).

k. Flebitis

Flebitis merupakan suatu keadaan gangguan pada vena, yaitu berupa radang vena. Flebitis dapat disebabkan oleh tukak atau abses di luar pembuluh vena. Pada kasus tertentu, fl ebitis dapat juga terjadi pada vena.

l. Hipertensi dan Hipotensi

Hipertensi atau tekanan darah tinggi terjadi jika tekanan darah sistole lebih besar dari 140 mm Hg atau tekanan diastole lebih besar dari 99 mmHg. Tekanan darah yang ideal adalah tekanan sistole 120 mmHg, dan tekanan diastole 80 mmHg. Hipertensi ditandai dengan badan lemah, pusing, napas pendek, dan palpitasi jantung. Hipertensi dapat menyebabkan pecahnya pembuluh arteri dan kapiler. Jika terjadi diotak disebut pendarahan otak. Sebaliknya, hipotensi merupakan suatu keadaan yang ditandai dengan tekanan sistolik dan diastoliknya di bawah ukuran normal. Tekanan darah rendah ditandai dengan gejala badan cepat lelah, tangan dan kaki terasa dingin dan mudah pusing ketika bangun tidur.

m. Hemorage

Hemorage merupakan suatu kelainan berupa pendarahan arteri atau vena, baik pada bagian dalam atau bagian luar tubuh. Hemorage selalu berbahaya. Sebab, apabila pendarahan yang terjadi sebanyak 30% dari volume darah, penderita dapat mati kehabisan darah.